Webb vs Hubble
Zamjena starog teleskopa ili nasljednika?
Webb se često naziva zamjenom za Hubble, ali u
Hubbleovi uspjesi gurnuli su znanstvenike na idejukoristiti veće valne duljine da biste "nadišli" promatranja. Još udaljeniji objekti imaju visoki crveni pomak. Stoga je za promatranje tih udaljenih objekata potreban infracrveni teleskop (na primjer, prve galaksije koje se formiraju u svemiru).
To je još jedan razlog zašto Webb nijezamjena za Hubble; njegove mogućnosti nisu identične. Webb će prvenstveno promatrati Svemir infracrvenom, dok ga Hubble proučava prvenstveno na optičkim i ultraljubičastim valnim duljinama (iako ima neke mogućnosti infracrvenosti).
Infracrvena opažanja omogućavaju vam zaviriti iza zavjese prašine i vidjeti što se krije iza nje.
Zašto Webb vidi više?
Uz svjetlost se širi u frekvencijskom rasponuElektromagnetski spektar. Naše su se oči evoluirale kako bi detektirale pojaseve spektra poznate kao "vidljiva svjetlost", što ne čudi s obzirom da naša atmosfera blokira mnoge druge valne duljine. Međutim, postoje mnogi drugi oblici svjetla koje ne možemo vidjeti ni unutar i izvan naše atmosfere.
NASA
Infracrveno svjetlo ima veliku valnu duljinu imogu proći kroz predmete u prostoru koji su blokirani vidljivom svjetlošću, poput plina i prašine. Zbog toga slike snimljene teleskopima koji otkrivaju infracrvene frekvencije mogu istaknuti predmete izvan tih oblaka i izgledati oštrije od onih snimljenih drugim teleskopima.
Webb također ima mnogo veće ogledalo od Hubblea.Ovo veliko područje za skupljanje svjetla znači da Webb možegledati dalje u prošlost nego što hubble može.
Osim toga, Hubble je u vrlo bliskoj orbiti oko Zemlje, a Webb će bitina udaljenosti od 1,5 milijuna km na drugoj točki Lagrange (L2).
Hoće li Webb fotografirati lijepe poput Hubblea?
Da. Osim činjenice da će pomoću Webb teleskopa znanstvenici moći vidjeti ono što nikada ranije nisu vidjeli, istraživači će imati priliku promatrati već otkrivene predmete u novom svjetlu. Doslovno.
Ljepota i kvaliteta astronomske slikeovisi o dvije stvari: oštrini i broju piksela u kameri. U oba slučaja Webb je vrlo sličan i na mnogo načina bolji od Hubblea. Iako će Webbove slike biti infracrvene, računalo ih može pretvoriti u vidljivu sliku. Osim toga, on može vidjeti narančastu i crvenu vidljivu svjetlost. Webbove će slike biti drugačije, ali jednako lijepe poput Hubbleovih.
Usporedite veličine teleskopa
Webb će imati primarno ogledalo promjera 6,5 m, što dajeIma znatno veću površinu prikupljanja od ogledala dostupnih u trenutnoj generaciji svemirskih teleskopa.Hubbleovo ogledalo mnogo je manje, promjera 2,4 metra, a njegovo područje prikupljanja podataka je4.5 m².Površina Jamesa Webba je 6.25 puta veća.Osim toga, Webb će imati znatno veće vidno polje od NICMOS kamere na Hubbleu.Webb će moći pokriti 15 puta više prostora.
Koliko daleko Webb može vidjeti? A što Hubble ne vidi?
Zbog vremena koje je potrebno svjetlu za putovanje, što smo udaljeniji od objekta, to ćemo vratiti u prošlost.
Ova ilustracija uspoređuje različite teleskope ikoliko daleko mogu vidjeti. U stvari, Hubble može vidjeti ekvivalent "dječje galaksije", dok Webb teleskop može vidjeti "dječje galaksije". Jedan od razloga zbog kojeg će Webb moći vidjeti prve galaksije je taj što je to infracrveni teleskop.
Što je predmet dalje, to se više osvrćemo.zbog vremena potrebnog za putovanje svjetlosti. Kad promatramo predmete kroz napredni teleskop, vidimo kako su ti predmeti gotovo isti kao kad su svjetlost prvi put napustila njih 13,6 milijardi godina.
Zahvaljujući njegovoj sposobnosti da vidi svemir u infracrvenom svjetlu duže valne duljine, James Webb će moćividjeti neke od najudaljenijih galaksija u našem svemiru, izvan vidljivog / ultraljubičastog Hubbleovog zračenja.To je zato što su svjetlosno udaljeni objekti rastegnuti širenjem našeg svemira, efektom poznatim kao redshift.Dakle, dok je Hubble mogao vidjeti "bebe" galaksija, James Webb će početiZavirite u njihovo rođenje.
Svemir (a samim tim i galaksije u njemu)šireći se. Kada govorimo o najudaljenijim objektima, Einstein zapravo dolazi u obzir. Širenje svemira znači da se prostor između predmeta zapravo proteže, prisiljavajući predmete (galaksije) da se odmaknu jedni od drugih. Uz to, svako svjetlo u ovom prostoru također će se protezati, pomičući valnu duljinu tog svjetla prema dužim valnim duljinama. To može učiniti udaljene predmete vrlo mutnima (ili nevidljivima) na vidljivim valnim duljinama svjetlosti, jer ova svjetlost već dopire do nas kao infracrvena svjetlost. Infracrveni teleskopi poput Webba idealni su za promatranje ovih ranih galaksija.
Usporedba orbite Webba i Hubblea
Zemljište se nalazi na 150 milijuna. km od Sunca, a Mjesec se okreće oko Zemlje na udaljenosti od oko 384 500 km. Svemirski teleskop Hubble kruži oko Zemlje na nadmorskoj visini od ~ 570 km iznad nje. Zapravo, Web se neće okretati oko Zemlje - bit će na udaljenosti od 1,5 milijuna km.
Webb će kružiti oko Sunca na udaljenosti od 1,5 milijuna kilometara (1 milijun milja) od Zemlje u takozvanoj drugoj Lagrangeovoj točki ili L2. (Imajte na umu da ova grafika nije u mjerilu)
Budući da se Hubble nalazi u orbiti niske Zemlje,svemirski brod ga je uspio lansirati u svemir. Webb će biti lansiran na raketu Ariane 5, a s obzirom da neće biti u orbiti niske Zemlje, nije namijenjen opsluživanju svemirskim brodom.
Webov sunčev štit blokirat će svjetlost sa Sunca, Zemlje i Mjeseca. To će pomoći Webbu da ostane miran i da ga ne "ometa" kratka svjetla, što je vrlo važno za infracrveni teleskop.
Kada se Zemlja okrene oko Sunca, Webb će se okretati oko njega - ali ostat će nepomičan na istom mjestu u odnosu na Zemlju i Sunce
Web značajke
Ogledala
Glavno webb zrcalo ima 18 segmenata,koji zajedno rade kao jedno; svi se mogu prilagoditi. Njegovi segmenti imaju masu od ~ 20 kg i visinu od oko metra. Obloga zrcala je toliko tanka da je ljudska kosa 1000 puta gušća! Svaki segment ima svoje osobine.
Zašto šesterokutni oblik?
Šesterokutni oblik omogućuje otprilike okrugli obliksegmentirano ogledalo s "velikim radnim ciklusom i šestostrukom simetrijom". Visok faktor popunjavanja znači da su segmenti povezani bez praznina. Da su segmenti okrugli, među njima bi nastale praznine. Dobra stvar kod simetrije je što 18 segmenata trebaju samo 3 različita optička recepta, po 6 za svaki (vidi gornji desni dijagram). Konačno, poželjan je približno kružni cjelokupni oblik zrcala jer fokusira svjetlost u najkompaktnije područje na detektorima. Na primjer, ovalno zrcalo stvara slike razvučene u jednom smjeru. Kvadratno zrcalo odašiljalo je puno svjetla iz središnjeg područja.
Tako će svjetlost ući u teleskop Webb.
Osjetljivost, razlučivost i valna duljina teleskopa Webb
Webb je toliko osjetljiv da može otkriti toplinski potpis bumbara na udaljenosti od Mjeseca i moževidjeti detalje veličine američke lipe na udaljenosti od oko 40 km.
Webb će vidjeti svemir u svjetlu nevidljivom zaljudsko oko. Iako se čini da je primarno infracrveno svjetlo, također može vidjeti crvenu i zlatnu vidljivu svjetlost. (Webov raspon valnih duljina iznosi 0,6 do 28,5 mikrona).
Postavljanje Webba. Kako će se to dogoditi?
Tim za Web Web Telescope također je odlučio graditiogledalo u segmentima na konstrukciji koje se preklopi kako bi moglo stati u raketu. Zrcalo će se otvoriti nakon lansiranja: svaki od 18 segmenata zrcala šesterokutnog oblika ima promjer 1,32 m. Web-ovo sekundarno zrcalo ima promjer 0,74 m.
https://www.youtube.com/watch?v=bTxLAGchWnA&feature=youtu.be
Što će proučiti Webb teleskop?
Prve zvijezde i galaksije
Zahvaljujući svojoj neviđenoj osjetljivosti na infracrveno svjetlo, osvrnut će se više od 13,5 milijardi godina unatrag kako bi vidio prve galaksije rođene nakon Velikog praska.
Kako se okupljaju galaksije
Webb će pomoći astronomima da usporede najslabije i najranije galaksije s današnjim velikim spiralama i elipticama, pomažući nam razumjeti kako se galaksije okupljaju milijardama godina.
Rođenje zvijezda i planetarnih sustava
Web će moći vidjeti kroz masivne oblake prašine, neprozirne za zvjezdarnice vidljive svjetlosti poput Hubblea, gdje se rađaju zvijezde i planetarni sustavi.
egzoplaneta
Webb će nam reći više o atmosferamaekstrasolarne planete, a možda čak i pronađu gradivne dijelove života negdje drugdje u svemiru. Uz druge planetarne sustave, Webb će proučavati i objekte u našem vlastitom Sunčevom sustavu.
Webov prvi zadatak: proučit će Jupiter, njegove prstenove i dva intrigantna mjeseca
Raznolik tim od preko 40 godinaIstraživači, predvođeni astronomom Inkeom de Paterom sa Kalifornijskog sveučilišta Berkeley i Thierryjem Foucheom s Pariške zvjezdarnice, razvili su ambiciozan program promatranja koji će provesti neka od prvih Webbovih znanstvenih promatranja u Sunčevom sustavu. Proučit će Jupiter, njegov sustav prstenova i njegova dva mjeseca: Ganimed i Io.
Bit će to doista težak eksperimentznanstvenici ističu. Jupiter je toliko sjajan, a Webbovi instrumenti toliko su osjetljivi da će promatranje svijetlog planeta, njegovih slabijih prstenova i mjeseci biti izvrstan test Webbove inovativne tehnologije.
Jupiter i njegove oluje
Pored kalibriranja Webb instrumenata zasvjetlosti Jupitera, astronomi također moraju uzeti u obzir rotaciju planeta, jer Jupiter završava jedan dan za samo 10 sati. Više slika mora se spojiti u mozaik kako bi se potpuno uhvatilo određeno područje - na primjer, poznata oluja poznata kao Velika crvena pjega - zadatak koji se usložnjava kada se sam objekt kreće. Iako su mnogi teleskopi proučavali Jupiter i njegove oluje, Webbovo veliko zrcalo i moćni instrumenti pružit će nove uvide.
Olujni cikloni okružuju Jupiterov N pol, snimljen infracrvenom zrakoplovom NASA-ine letjelice Juno.
Zasluge: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM
Webb će također istražiti atmosferu polarne regije,gdje je NASA-ina letjelica Juno otkrila nakupine ciklona. Webovi spektroskopski podaci pružit će mnogo više detalja nego što je to bilo moguće prethodnim promatranjima, mjerenjima vjetra, čestica oblaka, sastava plina i temperature.
Jupiterovi prstenovi
Sva četiri plinska diva solarnih planetasustavi imaju prstenove, a Saturn je najistaknutiji. Jupiterov sustav prstenova sastoji se od tri dijela: ravni glavni prsten; aureola unutar glavnog prstena u obliku dvostruke konveksne leće; i tanki prsten izvan glavnog prstena. Jupiterov sustav prstenova izuzetno je slab jer su čestice koje čine prstenove toliko male i rijetke da ne odražavaju puno svjetlosti. U blizini svjetline planeta, gotovo nestaju, izazivajući astronome.
NASA-ina letjelica Galileo snimila je sliku Jupiterovog prstenastog sustava, uključujući difuzni vanjski tanki prsten.
Zasluge: NASA / JPL / Sveučilište Cornell
Jupiterov mjesec - Ganimed
Nekoliko značajki Ice Ganymede-ato je uzbudljivo za astronome. Osim što je najveći mjesec u Sunčevom sustavu i čak veći od planeta Merkur, jedini je poznati mjesec koji ima svoje magnetsko polje. Tim istražuje najudaljenije dijelove Ganimedove atmosfere, njezinu egzosferu, kako bi bolje razumio Mjesečeve interakcije s česticama u Jupiterovom magnetskom polju.
Postoje i dokazi da je Ganimedispod debelog površinskog leda može se nalaziti tekući slani morski ocean, koji će Web istražiti detaljnim spektroskopskim istraživanjima površinskih soli i drugih spojeva. Iskustvo grupe u proučavanju površine Ganimeda moglo bi biti korisno u daljnjem proučavanju drugih satelita ledenog Sunčevog sustava, vjerojatno s podzemnim oceanima, uključujući Saturnov mjesec Enceladus i Jupiterov mjesec Europa.
Mjesec Jupitera - Io
Za razliku od Ganimeda, drugog satelita, timaistražit će Io, vulkanski najaktivniji svijet Sunčevog sustava. Dinamična površina prekrivena je stotinama golemih vulkana koji će zasjeniti one na Zemlji, kao i jezera rastopljene lave i glatke poplavne ravnice skrućene lave. Astronomi planiraju koristiti Web da bi saznali više o utjecajima Io-ovih vulkana na njegovu atmosferu.
Još jedna misterija koju će Webb razmotriti na Iou,Je li postojanje "skrivenih vulkana" koji emitiraju mlaznice plina bez reflektirajuće prašine koji mogu otkriti svemirske letjelice poput NASA-inih misija Voyager i Galileo, pa stoga i dalje ostaje nezapaženo. Webova velika prostorna rezolucija istaknut će pojedine vulkane koji su prije izgledali kao jedno veliko žarište, što astronomima omogućava prikupljanje detaljnih podataka o Ioovoj geologiji.
NASA-ina svemirska letjelica Galileo uhvatila je Io usred vulkanske erupcije.
Zasluge: NASA / JPL / DLR
Webb će također pružiti podatke bez presedana otemperaturu Io-ovih žarišnih točaka i odredite jesu li danas bliže vulkanizmu na Zemlji ili imaju znatno višu temperaturu, slično okruženju na Zemlji u ranim godinama nakon njenog nastanka. Prethodna promatranja misije Galileo i zemaljskih zvjezdarnica nagovještavali su ove visoke temperature; Webb će nastaviti istraživati i pružati nove dokaze koji mogu riješiti problem.
Pročitajte i
Astronomi su pronašli najbolje mjesto na Zemlji za teleskop
Španjolska i Velika Britanija bilježe rekordno visoke temperature
Njemačka zabranjuje jednokratne plastične slamke, uređaje i pribor