Tasan vuosi sitten tähtitieteilijät julkaisivat ensimmäiset James Webb -teleskoopilla tehdyt tieteelliset kuvat, jotka aiheuttivat euforiaa monissa ihmisissä.
Seuraavat kuukaudet toivat mukanaan myös vallankumouksellisia valokuvia taivaasta, joista jokainen ylitti tähtitieteen tietämyksemme rajoja ja rikasti ymmärrystämme maailmankaikkeudesta.
Eikö sinusta saa sellaisen vaikutelman, että vähitellen puhumme yhä vähemmän Hubble-teleskoopista ja saamme enimmäkseen uusia viestejä, jotka liittyvät James Webbin havaintoihin? Tämä on vain vaikutelma. Mutta tosiasia on, että Hubble-avaruusteleskooppi ei ottanut kuvia parhaalla resoluutiolla, ja joskus suorastaan epäselviä, joten ikoniset kuvat (Käelin sumu, luomisen pilarit, tähtien muodostusalue Pienessä Magellanin pilvessä) olla paljon parempi. Onhan aika täysin uusille projekteille, myös syvällä tapahtuville havainnoinnille tilaa. Siksi James Webbin kaukoputken työstä voi kirjoittaa loputtomasti. Tämä ei tietenkään tarkoita, että Hubble on poissa, hän työskentelee edelleen urhoollisesti avaruudessa, mutta hänen seuraajansa aika on tullut.
Muistamme kaikki valokuvan James Webbin kaukoputkesta maahuoneessa aurinkovisiirin ollessa käytössä. Sen tehokkuus riippuu sen sijainnista kiertoradalla L2-pisteen ympärillä. Ja nyt hän on jossain universumin syvyyksissä tutkimassa kosmosta ja valokuvaamassa mielenkiintoisia kohteita.
Lue myös: Teleportaatio tieteellisestä näkökulmasta ja sen tulevaisuus
Uusia avaruusteleskooppeja ilmestyy pian, mutta Webb säilyy parhaana
Webb (virallisesti JWST tai James Webb Space Telescope) saa muutaman kuukauden kuluttua toisen kumppanin läheiselle kiertoradalle L2:n ympärillä, 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta - Euklid-teleskoopin laajamittaiseen taivaantutkimukseen, joka etsii merkkejä pimeän energian ja pimeän aineen olemassaolo Muutamaa vuotta myöhemmin Euclid-teleskooppiin liittyy toinen teleskooppi - Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman - Hubblen kaksois), joka tulee Maan kiertoradalle. James Webb on kuitenkin pitkään suurin avaruusteleskooppi, jolla on paras kyky tarkastella sekä lähimmän kosmoksen (aurinkokunnan) että maailmankaikkeuden kaukaisimpien nurkkien yksityiskohtia.
Myöhemmin tänä vuonna tulee olemaan toinen erityinen vuosipäivä - 30 vuotta siitä, kun Hubble-teleskoopille tehtiin "silmäleikkaus", jossa asennettiin instrumentti, joka korjaa väärin kiillotetun peilin luoman epäselvän kuvan. Tämä tehtiin joulukuussa 1993, yli kolme vuotta sen jälkeen, kun tämä kaukoputki laukaistiin kiertoradalle.
James Webbin kaukoputkessa ei ollut tällaisia ongelmia, ja hänen instrumenttiensa suorituskyky ylitti tähtitieteilijöiden villeimmätkin odotukset. Kyllä, tiedemiehillä ja insinööreillä on ollut vuosi käydä läpi alkuvaiheen jännityshetkiä, sillä jotkin MIRI-instrumenttiin liittyvät keski-infrapuna-alueen havaintoihin liittyvät elementit epäonnistuivat kahdesti (kesällä 2022 ja keväällä 2023). Kuten NIRISS-instrumentti (talvi 2023), jonka ongelmat johtuivat kosmisista säteistä.
Siitä huolimatta sijoitus James Webbiin on kannattanut hyvin. Teleskooppi maksoi virallisten tietojen mukaan 10 miljardia dollaria. Tätä summaa voidaan verrata esimerkiksi 13 miljardiin dollariin, joka maksaa Yhdysvaltain laivaston nykyaikaisimman lentotukialuksen - USS Gerald R. Fordin - rakentamisen. Se ei ole täydellinen vertailu, mutta se osoittaa, kuinka rahan arvo eroaa tähtitieteen ja sotatekniikan alalla.
Lue myös:
- Punaisen planeetan tarkkailu: Marsin illuusioiden historia
- Miehitetyt avaruustehtävät: Miksi paluu Maahan on edelleen ongelma?
Mitä 12 kuukauden kaukoputken havainnot tuottivat?
Voit lukea lisää kaukoputkesta, sen rakentamisesta, sen salaisuuksista, nimeen liittyvistä kiistoista aiemmat tekstimme. Mutta on aika tehdä yhteenveto havaintovuoden tuloksista, tuoda esiin mielenkiintoisimmat löydöt ja osoittaa niiden vaikutus tähtitiedeen.
Webbin tähtitieteilijöille antamat edut ovat kyky nähdä jo tunnettuja esineitä vielä korkeammalla resoluutiolla ja nähdä, mikä on aiemmin jäänyt huomioimatta. Näin ollen tähtitieteilijät ovat saaneet paljon tietoa, jonka avulla he voivat parantaa olemassa olevia teorioita tai luoda uusia. Vaikka se kuulostaa hyvin triviaalilta, Webbin saavutukset vaativat insinöörien ja tutkijoiden yhteistyötä ympäri maailmaa.
Alla esittelemme kokoelman mielenkiintoisimmista kuvista teleskooppi James Webb, saanut tähän mennessä havaintoja 12 kuukauden aikana.
Mielenkiintoista myös: Terraformoiva Mars: Voisiko punainen planeetta muuttua uudeksi maapalloksi?
Mitä Webb tutkii? Lähimmistä asteroideista kaukaisimpaan mustaan aukkoon
Ensimmäiset vertailevat havainnot osoittivat kosmoksen näkemisen arvon samanaikaisesti lähi-infrapuna-alueella ja keski-infrapuna-alueella, jossa voit nähdä paljon kylmempiä, tuskin näkyviä rakenteita. Puhumme paitsi ikonisista luomisen pilareista, myös aurinkokunnan esineiden tarkkailusta. James Webb -teleskooppi on jo tutkinut Jupiteria ja Saturnusta, tarjonnut parhaat kuvat Neptunuksen pölyrenkaista sekä Uranuksesta ja sen monista kuista. Kuinka Webb-teleskooppi näki Uranuksen ja sen renkaat voidaan nähdä laajennetussa kuvassa, jossa suurimmat satelliitit on merkitty:
Planeettojen lisäksi James Webb -teleskooppi kohdistui myös Saturnuksen kuuihin, mukaan lukien Titanin ja jäisen Enceladuksen pintaan ja pilviin, joissa planeetan ympärillä olevan toriumin muodostavien jään, vesihöyryn ja orgaanisten yhdisteiden päästöt havaittiin erittäin hyvin.
Webb antoi tutkijoille myös mahdollisuuden seurata DART-luotaimen törmäämistä Dimorphos-asteroidiin viime syksynä, ja tämä vuosi auttoi vahvistamaan erityisen harvinaisen komeettojen luokan olemassaolon Marsin ja Jupiterin väliseltä asteroidivyöhykkeeltä. Pienimmät Webbin tällä alueella havainneet asteroidit ovat halkaisijaltaan noin 100 metriä.
Olimme kiinnostuneita Webb-teleskoopin komeetta Readista. Se on erittäin mielenkiintoinen tähtitieteilijöille, koska se sisältää vettä. Vaikka sen ei pitäisi olla, kun otetaan huomioon komeetan kiertorata asteroidivyöhykkeellä, joka on paljon lähempänä aurinkoa kuin Neptunuksen takana olevien komeettojen kiertoradat. Mediassa on visualisointeja ja johtopäätöksiä, jotka ovat vieläkin vaikuttavampia, mutta tähtitieteilijät ovat tyytyväisiä yllä olevan kuvan kaltaiseen kaavioon.
Tähtitieteilijät osoittivat kaukoputkella myös Auringon ulkopuolisia planeettoja. Tammikuussa Webb-teleskooppi löysi ensimmäisen tällaisen planeetan, joka näyttää samanlaiselta kuin Maa, vaikka se kiertää aurinkonsa ympäri hyvin kapealla kiertoradalla kahden vuorokauden aikana. Infrapunahavainnoilla James Webb pystyi mittaamaan lämpötilaa kiviplaneetan Trappist-1 b pinnalla ja tarkkaili nuoren tähden AU Microscopii ympärillä olevaa pölylevyä, joka käy läpi dynaamista kehitystä planeetan muodostumisen jälkeen. Jokaisella näistä havainnoista on paras dataresoluutio. Webbin spektroskoopit löysivät myös epätavallisia planeettojen ilmakehää, kuten silikaattiilmakehän VHS 1256b -planeetan ympäriltä.
Chamaeleon I -molekyylipilvi näyttää vaikuttavalta valokuvassa:
Mitä tulee tähdistä, Webb-teleskooppi voi saavuttaa alueita, joissa tulevaisuudessa muodostuu nuoria tähtiä, kuten Chamaeleon I -molekyylipilveen, jossa on havaittu jäätä, sekä lukuisia monimutkaisia orgaanisia yhdisteitä, jotka osoittavat planeettojen muodostumista tähtien ympärille. joka voi tulevaisuudessa olla kehittyneen elämän alku. James Webb -teleskooppi löysi 1350 XNUMX valovuoden päässä sijaitsevasta Orion-sumusta monimutkaisimman yhdisteen, metyylikationin, joka on lähtöpisteen monimutkaisten hiilen muotojen muodostumiselle.
Tältä näyttää Orionin sumun alue, jossa spektroskooppitutkijat ovat löytäneet monimutkaisimman aurinkokunnan ulkopuolelta tunnetun hiilipitoisen hiukkasen. Kuvat NIRCamista (lähi-infrapuna) ja MIRI:stä (keski-infrapuna):
Sen lisäksi, että Webb-teleskooppi tarkkaili tähtien muodostumisen alkuvaiheita, kuten L1527, myös tähtien elämän loppuvaiheita, kuten massiivinen ja kuuma Wolf-Rayet 124, josta tulee tulevaisuudessa supernova. Molemmissa tapauksissa näistä kohteista tallennettiin aiemmin näkymättömiä yksityiskohtia.
Katsokaapa näitä upeita kuvia, joissa vasemmalla on tähden muodostuminen, syntymä ja oikealla vanhan tähden elämän viimeinen vaihe:
MIRI:n keski-infrapuna-instrumentin ansiosta monien kauniiden kuvien joukossa näkyvät myös supernova Cassiopeia A jäänteet. Vaikka niitä onkin nähty useaan otteeseen, Webb-teleskooppi tuotti paljon selkeämpiä kuvia. Ja tämä antaa mahdollisuuden ymmärtää enemmän prosesseista, jotka johtavat supernovaräjähdyksiin, koska ne muodostavat samanlaista ainetta kuin se, josta maa aikoinaan muodostui.
Katso kuinka teleskooppi näki Cassiopeia A:n. Muuten, tämä sumu oli mahdollista nähdä MIRI:n keski-infrapunakameroilla.
Aurinkokunta, Linnunradan kohteet ovat Webb-teleskoopin lähin havaintoalue. Kuluneen vuoden aikana teleskooppi on havainnut myös muita, paljon kauempana olevia galakseja, kuten Andromedaa ja Magellanin pilviä. Ja sellaiset, joissa voi selkeästi tarkkailla yksityiskohtia, esimerkiksi 1433 miljoonan valovuoden päässä sijaitsevan galaksin NGC 46 pölykaistoja ja analysoida tähtijoukkojen kehitystä havaintojen perusteella. Ja ne, jotka ovat miljardien valovuosien etäisyydellä meistä ja joiden osalta voidaan havaita vain niiden siluetit ja yleinen koostumus.
Todella terävät valokuvat antavat meille mahdollisuuden nähdä yksityiskohtia galaksin NGC1433 pölyisestä keski-infrapunarakenteesta. Kuva on otettu osana PHANGS-projektia (High Angular Resolution Physics in Nearby Galaxies).
Kuitenkin myös jälkimmäisessä tapauksessa Webbin valikoima on parempi kuin mikään muu saatavilla oleva laite. Tämän huippuluokan työkalun avulla voimme näyttää rakenteita, joita emme ole ennen nähneet.
Näitä ovat galaksijoukot, jotka ovat peräisin varhaisesta maailmankaikkeudesta, nuoret galaksit, jotka ovat juuri keräämässä materiaalia ensimmäisistä supernovastaan, sekä kaukaisimpia ja yksi varhaisimmista galakseista universumissa (300–500 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen). Nämä ovat rakenteita, joissa tähtiä muodostuu intensiivisesti ja jotka olivat olemassa jo silloin, kun intergalaktiset tilat täyttyivät vielä täysin ionisoitumattomalla aineella. Tässä vaiheessa, kun maailmankaikkeus muuttui hitaasti valolle läpinäkyväksi, havaitsemme James Webb -teleskoopin kuvissa.
Näiden kaukaisimpien kohteiden havainnointiin Webbia auttaa myös luonto tai tarkemmin sanottuna linssiilmiö. Täydellisin esimerkki tästä on kuva superklusterista Pandora (tai Abell 2744), joka sisältää lukuisia linsseillä varustettuja galakseja, kun universumi oli useita satoja miljoonia vuosia vanha. Hubble-teleskooppiin verrattuna voidaan saada kuvia syvästä avaruudesta yli 50 000 valonlähteestä valotuksella, joka kestää muutaman tunnin eikä päivien. Tämä on valtava havainnoinnin kiihtyvyys.
James Webb -teleskooppi vangitsi Pandora-galaksisuperjoukon valokuviin. Gravitaatiolinssin tapauksessa pieninkin resoluution lisäys on korvaamaton ilmiön mallintamisessa ja linssitettyjen galaksien todellisen etäisyyden arvioinnissa.
Pystyessään tarkkailemaan tällaisten varhaisten esineiden ryhmiä Webb pystyi havaitsemaan kosmisen rakenteen rakeita. Se koostuu galaksiklustereista, jotka sijaitsevat avaruudessa ja joita erottavat ontelot (käytännössä nämä eivät kuitenkaan ole alueita ilman ainetta). Nämä tutkimukset tehdään osana Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) -projektia, joka mahdollisti vanhimman mustan aukon havainnoinnin, joka on olemassa jo 570 miljoonaa vuotta universumimme muodostumisen jälkeen.
Havaintoja kaukaisista mustista aukoista galaksien keskuksissa tehdään mikroaukkoteknologialla, joka on useita kertoja paksumpi kuin ihmisen hiukset ja joka voidaan avata ja sulkea. Tämän ansiosta Webb voi tarkkailla jopa 100 galaksin spektriä kerralla, mikä nopeuttaa huomattavasti työtä ja antaa tähtitieteilijöille valtavia määriä dataa, joista suuri osa on vielä analysoimatta.
Useiden galaksien spektrit samanaikaisesti saatu mikroapertuuritekniikalla. Se ei ehkä näytä kovin mielenkiintoiselta amatöörille, mutta tähtitieteilijät voisivat kirjoittaa kokonaisen kirjan pelkästään tämän kuvan perusteella.
Alla on 290D-matka Maisie-galaksiin, joka oli olemassa, kun maailmankaikkeus oli vain 5000 miljoonaa vuotta vanha. Se osoittaa eron jopa 200 galaksin etäisyyksissä pienessä taivaan osassa, jonka CEERS havaitsi. Siirtyessämme lähimmästä galaksista Maisieeseen palaamme ajassa XNUMX miljoonaa vuotta taaksepäin.
Mielenkiintoista myös:
- Euroopan komissio suunnittelee tietojenkäsittelykeskuksen sijoittamista avaruuteen
- Kiina saa päätökseen Tiangongin avaruusaseman rakentamisen
Vuosipäiväkuva - Rho Ophiuchin tähtien muodostumisalue
"Ensimmäisenä vuosipäivänä James Webb -avaruusteleskooppi täytti lupauksensa avata maailmankaikkeus antaen ihmiskunnalle kiehtovan kuvien ja tieteen aarreaitta, joka kestää vuosikymmeniä", NASAn päätutkija Nicola Fox tiivisti ensimmäisen vuosipäivän. havainnoista. Ja on vaikea olla hyväksymättä näitä sanoja.
Webb-teleskooppi kuvasi vuosipäivänsä kunniaksi tähtienmuodostusaluetta Ro Ophiuchus, joka on yksi Linnunradan kirkkaimmista alueista. Monet tähdet ovat juuri muodostumassa ja ovat piilossa pölypilvien sisällä, jotka hallitsevat kuvan oranssinkeltaista aluetta. Lukuun ottamatta yhtä, joka onnistui loistamaan pölyn läpi, loput ovat noin 50 tähteä, jotka ovat samanlaisia tai pienempiä kuin Aurinko.
Ne tähdet, jotka jotenkin syntyvät, paljastuvat silmillemme sillä hetkellä, kun ne ensimmäistä kertaa loistaessaan alkavat hajottaa ympäröivää ainetta.
Tämä näkyy kuvassa punaisten ja purppuraisten molekyylivetysuihkujen (raitojen) muodossa, jotka säteilevät kahteen suuntaan tähtien sijainnista. James Webb -teleskoopin ansiosta tällä alueella on havaittu ensimmäistä kertaa niin suuri määrä päällekkäisiä suihkuja.
Rho Ophiuchus -sumu sijaitsee 390 valovuoden päässä Ophiuchuksen tähdistössä. Sen tarkkaileminen amatöörilaitteilla vaatii pitkän valotuksen valokuvaamista, mutta voit yrittää löytää lähellä olevan tähden, jolla on sama nimi kuin sumulla, ilman kameraa. Sen kirkkaus on 4,6 magnitudia. Tämä tarkoittaa, että se näkyy kaukana kaupungin valoista ja on hyvä näkyvyys jopa paljaalla silmällä. Ja jos ei paljaalla silmällä, niin ehdottomasti kiikareilla.
Vaikeammissa olosuhteissa joudumme tyytymään Antares-tähden havaintoihin Skorpionin tähdistössä, joka myös sijaitsee lähellä sumua. Kesä on paras aika tarkkailla näitä kohteita Ukrainassa, koska silloin ne näkyvät matalalla eteläisen horisontin yläpuolella.
Ja James Webb -teleskooppi jatkaa matkaansa maailmankaikkeuden halki tutkien uusia tähtiä, klustereita ja sumuja. Hän pystyy katsomaan maailmankaikkeuden menneisyyteen, selvittämään, kuinka tähdet ja planeetat syntyvät, mikä antaa meille mahdollisuuden ymmärtää paremmin maapallomme alkuperää.
Mielenkiintoista myös: