Inżynierowie z NASA zakończyli kluczowy etap ustawiania poszczególnych elementów zwierciadła głównego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Do sprawdzenia swojej pracy i zademonstrowania możliwości teleskopu skupili się na gwieździe TYC 4212-1079-1, której wykonali obraz testowy. Naukowcy przyznali, że wydajność optyczna teleskopu jest nawet lepsza niż się spodziewali.
11 marca zespół pracujący przy Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba zakończył etap kalibracji osiemnastu sześciokątnych zwierciadeł. Na tym kluczowym etapie uruchamiania obserwatorium każdy parametr optyczny został sprawdzony i przetestowany. Inżynierowie z NASA przyznali, że wszystko działa lepiej niż oczekiwano, a operatorzy teleskopu ocenili, że jego wydajność będzie w stanie osiągnąć pierwotnie założone cele, a nawet je przekroczyć.
Specjaliści z NASA nie znaleźli żadnych krytycznych problemów ani mierzalnego zanieczyszczenia lub blokad na ścieżce optycznej Webba. Obserwatorium jest w stanie z powodzeniem zbierać światło z odległych obiektów i dostarczać je do swoich instrumentów. I chociaż do rozpoczęcia pracy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) pozostało jeszcze kilka miesięcy, to zespół inżynierów jest przekonany, że system optyczny Webba działa tak dobrze, jak to możliwe.
- Ponad 20 lat temu zespół Webba postanowił zbudować najpotężniejszy teleskop, jaki ktokolwiek kiedykolwiek umieścił w kosmosie i wymyślił śmiały układ optyczny, aby sprostać wymagającym celom naukowym – powiedział Thomas Zurbuchen z NASA. - Dzisiaj możemy powiedzieć, że projekt się spełni - dodał.
Podczas gdy niektóre z największych naziemnych teleskopów wykorzystują segmentowe zwierciadła główne, Webb jest pierwszym kosmicznym teleskopem, który wykorzystuje taką konstrukcję. Lustro główne o szerokości 6,5 metra składa się z 18 sześciokątnych pokrytych złotem berylowych segmentów. Zwierciadło było za duże, by zmieścić się w luku ładunkowym rakiety, dlatego do startu musiało zostać złożone. Dopiero w przestrzeni kosmicznej uczeni zajęli się dopasowaniem poszczególnych segmentów zwierciadła głównego, z dokładnością rzędu ułamka długości fali światła – około 50 nanometrów – w celu utworzenia pojedynczego lustra.
- Zespoły, które zaprojektowały, zbudowały, przetestowały, uruchomiły i teraz obsługują to obserwatorium, zapoczątkowały nowy sposób budowy teleskopów kosmicznych – powiedział Lee Feinberg z NASA Goddard Space Flight Center.
- W pełni ustawiliśmy i skoncentrowaliśmy teleskop na gwieździe, a jego wydajność przewyższa specyfikacje. Jesteśmy podekscytowani tym, co to oznacza dla nauki – powiedziała Ritva Keski-Kuha z NASA Goddard Space Flight Center. - Teraz wiemy, że zbudowaliśmy odpowiedni teleskop – dodała.
Opublikowane obraz jest zdjęciem testowym. Wszystko po to, by sprawdzić, jak 18 sześciokątnych luster będzie współpracować ze sobą jako jedno duże zwierciadło. Teleskop zwrócono na odległą o około dwa tysiące lat świetlnych od nas gwiazdę 2MASS J17554042+6551277, znaną też jako TYC 4212-1079-1. Jak przyznali eksperci z NASA, gwiazda ta nie jest niczym szczególnym, po prostu „zwykłą, anonimową gwiazdą” o odpowiednim poziomie jasności.
Kształt luster Webba i jego filtrów sprawił, że migocząca gwiazda wygląda na bardziej czerwoną i „kolczastą”. Naukowcy zwrócili uwagę też na tło, na którym widać dziesiątki galaktyk, przypuszczalnie oddalonych o miliardy lat świetlnych. Naukowcy mają nadzieję, że Webb pozwoli spojrzeć tak daleko oraz wstecz, że będzie można wykonać obraz przestrzeni kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Feinberg, inżynier NASA, który kierował rozwojem elementów optycznych Webba, opisał pierwszy prawidłowo zogniskowany obraz, jako fenomenalny. - Nie tylko widać gwiazdę, ale też inne struktury w tle, które są bardzo wyraźne, tak jak się spodziewaliśmy. Przeprowadziliśmy bardzo szczegółową analizę otrzymywanych obrazów i jak dotąd stwierdzamy, że wydajność jest równie dobra, jeśli nie lepsza, niż nasze najbardziej optymistyczne przewidywania – podkreślił badacz.
- Teraz osiągnęliśmy to, co nazywamy ustawieniem teleskopu ograniczonym dyfrakcją: obrazy są tak dokładnie, jak tylko pozwalają na to prawa fizyki – powiedział Marshall Perrin ze Space Telescope Science Institute w Baltimore, który współpracuje z NASA przy projekcie JWST.
- Kształt 18 sześciokątów odciska słaby wzór dyfrakcyjny, który sprawia, że jasne gwiazdy wyglądają jak kolczaste płatki śniegu – to nie jest problem dla nauki, ale nada obrazom Webba bardzo charakterystyczny wygląd. Rzeczywiście, fakt, że widzimy te „kolce” tak wyraźnie, potwierdza również, że lustra zostały idealnie ustawione – to wspaniała wiadomość – powiedział Mark McCaughrean z Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Należy pamiętać, że jest to obraz testowy stworzony do celów inżynierskich. - Obrazy inżynieryjne, które widzimy dzisiaj, są tak ostre i tak wyraźne, jak obrazy z teleskopu Hubble'a, ale mają długość fali światła, która jest całkowicie niewidoczna dla Hubble'a – powiedziała Jane Rigby z NASA Goddard Space Flight Center.
W ciągu następnych sześciu tygodni zespół przejdzie przez pozostałe etapy przygotowywania i dopasowywania różnych elementów teleskopu przed ostatecznym uruchomieniem i rozpoczęciem obserwacji naukowych. Eksperci z NASA zajmą się teraz przygotowaniem do pracy instrumentów do obrazowania w podczerwieni - Near-Infrared Spectrograph, Mid-Infrared Instrument, Near InfraRed Imager oraz Slitless Spectrograph.
W tej fazie procesu algorytm oceni wydajność każdego instrumentu, a następnie ustali, czy są potrzebne dodatkowe poprawki wymagane do uzyskania jak najlepszych obrazów kosmosu. Następnie rozpocznie się ostatni krok w przygotowaniach teleskopu do pracy, w którym zespół wyeliminuje wszelkie wykryte błędy zarówno w dopasowaniu pozycji poszczególnych segmentów zwierciadła głównego jak i innych instrumentów obserwatorium.
Obecnie naukowcy szacują, że do maja zakończą wszystkie prace wymagane d przygotowania teleskopu do pracy. Nie wykluczają, że może uda się to zrobić wcześniej. Pierwsze zdjęcia i dane naukowe zebrane przez teleskop Webba spodziewane są latem.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest najnowszym obserwatorium kosmicznym. Będzie badał kosmos w zakresie fal od bliskiej do średniej podczerwieni. Ma potencjał, by zmienić oblicze astronomii. Będzie przyglądał się różnym zjawiskom kosmicznym, da naukowcom wgląd w najodleglejsze galaktyki, jakie kiedykolwiek widziano, zbada atmosfery odległych planet i otulone pyłem serca regionów gwiazdotwórczych. Teleskop Jamesa Webba ma być nawet 100 razy potężniejszy od swojego poprzednika, Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, który zmienił nasze rozumienie kosmosu w ciągu ostatnich 31 lat pracy.
Źródło: NASA, BBC, New Scientist, fot. NASA/STScI
