Astronomų skrydžiai į kosmosą, zondai, tiriantys už milijardų kilometrų nuo Žemės skriejančius kosminius kūnus, gyvybės paieškos tolimosiose planetose… Tai, kas seniau tebuvo mokslinės fantastikos rašytojų vaizduotės kūriniai, tampa realybe.
Štai ir dabar geriausi viso pasaulio mokslininkai konstruoja ne ką kita, o laiko mašiną - Džeimso Vebo kosminį teleskopą. Antrojo NASA administratoriaus vardu pavadintą didžiausią kosminį teleskopą astronomijos istorijoje jau beveik 20 metų kuria daugiau nei 1200 astrofizikos, inžinerijos, technikos specialistų. Šis ambicingas projektas, kurio vertė viršija 10 milijardų eurų, laikomas sudėtingiausiu kada nors sukurtu teleskopu.
Džeimso Vebo teleskopo konstrukcija ir veikimo principai
Pagrindinė šio įspūdingo prietaiso dalis sudaryta iš 18 korio formos veidrodžių, kurių bendras skersmuo siekia net 6,5 metro. Valandų valandas iki tobulumo poliruotų ir plonyčiu aukso sluoksniu padengtų veidrodžių paskirtis - užfiksuoti infraraudonuosius spindulius, t.y. tolimų kosmoso kūnų skleidžiamą šilumą.
Nepaisant savo dydžio, veidrodis yra neįtikėtinai lengvas, nes nesveria nei tonos. VU TFAI astrofizikas dr. Vidas Dobrovolskas paaiškina: „Šio teleskopo gamybai buvo panaudotas berilis - tai labai lengva medžiaga. Be to, kintant temperatūrai, iš tokios medžiagos pagamintas veidrodis išlaiko savo formą“. Ši savybė yra itin svarbi, nes teleskopas veiks itin žemoje temperatūroje, kad būtų sumažintas šiluminis triukšmas ir užtikrintas maksimalus jautrumas.
Tam, kad teleskopo surinktų duomenų neiškraipytų mūsų Saulės šviesa ir karštis, sukonstruotas ir teniso aikštės dydžio skydas. Jis padės kosminėje observatorijoje palaikyti stabiliai vėsią temperatūrą.
Palyginimas su „Hubble“ teleskopu
Džeimso Vebo teleskopas bus daugiau nei šešis kartus didesnis nei jau 27-erius metus aplink Žemę skriejantis „Hubble“ teleskopas, nuolat mus nustebinantis įspūdingomis tolimų galaktikų, planetų, ūkų nuotraukomis. Ne tik didesnis, bet ir šimtą kartų efektyvesnis! Dr. Vidas Dobrovolskas pabrėžia naujojo teleskopo pranašumus: „Tokiam pačiam tikslui pasiekti užtektų 7 kartus trumpesnio stebėjimo laiko arba per tą patį laiką galima pamatyti 7 kartus silpnesnius objektus“.
| Savybė | „Hubble“ teleskopas | Džeimso Vebo teleskopas |
|---|---|---|
| Statusas / Orbitoje | Jau 27-erius metus aplink Žemę skriejantis | Gruodžio 22 dieną į kosmosą pakilo |
| Veidrodžio skersmuo | 6,5 metro | |
| Veidrodžio struktūra | 18 korio formos veidrodžių | |
| Paskirtis (spinduliai) | užfiksuoti infraraudonuosius spindulius, t.y. tolimų kosmoso kūnų skleidžiamą šilumą | |
| Dydžio palyginimas | daugiau nei šešis kartus didesnis nei „Hubble“ teleskopas | |
| Efektyvumo palyginimas | šimtą kartų efektyvesnis! | |
| Kaina | viršija 10 milijardų eurų | |
| Prognozuojama veikimo trukmė | apie 10 metų | |
| Mokslinių stebėjimų pradžia | tik dar po maždaug šešių mėnesių (nuo paleidimo) |
Kosminių teleskopų idėja ir „Hubble“ istorija
Žemės atmosfera nepraleidžia visų spindulių ir iškraipo vaizdą. Tai reiškia, stebėjimai yra netikslūs. Mes žvelgiame į žvaigždes per storą atmosferos sluoksnį. Tai suprato astrofizikas - teoretikas Lyman Spitzer. Ir jis pasiūlė teleskopus siųsti į kosmosą virš mūsų atmosferos. Gimė „Hubble“ kosminio teleskopo idėja. Praėjusio amžiaus aštuntame dešimtmetyje pasiekus žinių ir technikos pažangą, tai tapo įmanoma įgyvendinti.
„Astronomai nekantraudami laukė pirmųjų nuotraukų. Ne tik mokslininkai, bet ir mėgėjai. Tokio didžiulio ir galingo teleskopo iškėlimas visiems dangaus tyrėjams užgniaužė kvapą. Netrukus radijo bangomis atkeliavo pirmieji vaizdai. Astronomai tankiai mirkčiodami žvelgė į nuotraukas, jiems degė smilkiniai. Juos buvo užvaldžiusi tyrinėtojų aistra. Visi nustebo, nes vaizdai buvo baisūs. Vietoje ryškių įspūdingų vaizdų, mokslininkai išvydo išblukusias neryškias nuotraukas!“ - sudomina „Mokslo sriubos“ vedėjas Ignas Kančys.
Hablo aptarnavimo misija 1
Džeimso Vebo teleskopo tikslai ir atradimų potencialas
Teleskopai, kaip ir žmogaus akis, fiksuoja tokius objektus, kokie jie buvo, kai nuo jų atsispindėjo šviesa. Naujasis Džeimso Vebo teleskopas bus toks jautrus, kad galės užfiksuoti milijardus šviesmečių iki jo skriejusią šviesą. Tai reiškia, kad pamatysime, kaip Visata atrodė prieš 13,5 milijardo metų (palyginimui, mūsų Žemės amžius tesiekia 4,5 milijardo metų), galėsime stebėti pirmąsias žvaigždes ir galaktikas.
Naujasis J.Webbo kosminis teleskopas matuos tolimųjų Visatos objektų šiluminius spindulius, galės nustatyti egzoplanetų atmosferų sudėtį. Tokie duomenys mokslininkus pasieks pirmą kartą ir leis atrasti naujų pasaulių, kuriuose yra deguonies ir vandens. Dr. Vidas Dobrovolskas teigia: „Šiai dienai ant rankų pirštų būtų galima suskaičiuoti planetas, kuriose pavyko rasti pagrindinių medžiagų koncentracijas“.
Pagrindiniai tyrimų uždaviniai:
- Pirmųjų galaktikų stebėjimas: Teleskopas leis pažvelgti į Visatos jaunystę ir stebėti, kaip formavosi pirmosios galaktikos po Didžiojo sprogimo.
- Žvaigždžių ir planetų formavimosi tyrimas: Džeimso Vebo teleskopas galės prasiskverbti pro dulkių debesis, kuriuose gimsta žvaigždės ir planetos, ir stebėti šiuos procesus detaliai.
- Egzoplanetų tyrimas: Teleskopas leis analizuoti egzoplanetų atmosferų sudėtį ir ieškoti gyvybės požymių.
Informacija apie kosmosą: elektromagnetinės ir gravitacinės bangos
Iki gravitacinių bangų atradimo, visa informacija apie kosmosą mus pasiekdavo elektromagnetinių bangų pavidalu - fotonais. Tai yra ir radijo bangos ir mūsų regimoji šviesa, ir gama spinduliai, ir rentgeno spinduliai ir kiti. Skirtingiems spinduliams stebėti naudojami skirtingi teleskopai.
„Šių metų vasario mėnesį mes tapome istorinio atradimo amžininkais. JAV LIGO observatorijoje pirmą kartą aptiktos gravitacinės bangos. „Mes aptikome gravitacines bangas, mes tai padarėme“, - neslėpė džiaugsmo ir susijaudinimo LIGO mokslininkai. O gravitacinės bangos leidžia stebėti kosmoso objektus, kurie nešviečia.
Projekto partneriai ir veikimo trukmė
Šis didžiausias istorijoje kosminis teleskopas yra bendras NASA bei Europos ir Kanados kosmoso agentūrų projektas. Prognozuojama, kad jis veiks apie 10 metų - tokiam laikui turėtų pakakti kuro orbitiniams manevrams atlikti.
Nors teleskopo paleidimas įvyko gruodžio 22 d., mokslinius stebėjimus jis pradės tik dar po maždaug šešių mėnesių. Tiek užtruks visų sistemų patikrinimai, teleskopo atvėsimas bei veidrodžių kalibravimas. Šis kruopštus procesas yra būtinas, kad būtų užtikrintas maksimalus teleskopo efektyvumas ir duomenų tikslumas.
„Mokslo sriuba“ ir mokslo populiarinimas
Informacija apie Džeimso Vebo teleskopą buvo pateikta laidoje „Mokslo sriuba“. TV laida „Mokslo sriuba“ - tai ne pelno siekianti jaunų žmonių iniciatyva populiarinti mokslą visuomenėje. „Mokslo sriuba“ kuriama bendradarbiaujant su Baltijos pažangių technologijų institutu. Patronažą šviesai suteikia Lietuvos nacionalinė UNESCO komisija. „Mokslo sriubą“ galima ragauti kas antrą trečiadienį 22:00 val. per LRT KULTŪROS kanalą.
tags: #mokslo #sriuba #teleskopas