Dodano: 11 maja 2022r.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pokazuje swoje możliwości

Niedawno zakończyła się kalibracja luster Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Specjaliści z NASA potwierdzili, że obserwatorium jest w stanie rejestrować ostre zdjęcia za pomocą wszystkich czterech instrumentów naukowych. Na dowód pokazali obrazy wykonane z pomocą każdego z nich. Teraz, chcąc zademonstrować, co potrafi nowe obserwatorium, skupili się na obrazie wykonanym przez najzimniejszy z instrumentów Webba: Mid-Infrared Instrument (MIRI). Na przykładzie dwóch zdjęć tej samej części nieba wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Spitzera oraz przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba widać, jaką różnicę jakości oferuje nowe obserwatorium.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pokazuje swoje możliwości

 

Wszystkie instrumenty naukowe Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) zostały już zestrojone z optyką obserwatorium. Każdy z nich działa poprawnie, co NASA udowodniła poprzez opublikowanie obrazów przez nie wykonanych (więcej w tekście: Zakończono kalibrację luster Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba). Teraz amerykańska agencja pokazała, jak obrazy przesłane przez Webba wyglądają w bezpośrednim porównaniu z obrazami wykonanymi przez Kosmiczny Teleskop Spitzera, który, tak jak Webb, rejestrował światło w zakresie promieniowania podczerwonego.

JWST pokazuje, co potrafi

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba to obecnie najnowocześniejsze i najpotężniejsze obserwatorium, jakie kiedykolwiek wysłano w przestrzeń kosmiczną. Jest określany jako następca Kosmicznego teleskopu Hubble'a, który nadal pracuje, ale też i Kosmicznego Teleskopu Spitzera, którego misja zakończyła się w 2020 roku.

Kosmiczny Teleskop Spitzera obserwował przestrzeń kosmiczną w zakresie promieniowania podczerwonego. Był jednym z czterech wielkich obserwatoriów NASA, obok Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, Kosmicznego Teleskopu Chandra i Kosmicznego Teleskopu Comptona (misja zakończona w 2000 r.), należących do programu „The Graet Observatories”, który powstał w celu badań astronomicznych przy użyciu różnych długości fal: widzialnej, promieni gamma, promieni rentgenowskich i podczerwieni (więcej na temat odkryć dokonanych przy pomocy teleskopu Spitzera w tekście: Koniec misji Kosmicznego Teleskopu Spitzera).

Teleskop Spitzera przez lata pokazywał nam niesamowite zdjęcia kosmosu. Był pierwszym, który dostarczał wysokiej rozdzielczości obrazy Wszechświata w bliskiej i średniej podczerwieni. Jednak obrazy z teleskopu Spitzera bledną przy tym, co zaprezentował JWST. Webb, ze swoim znacznie większym zwierciadłem głównym i ulepszonymi detektorami, pozwala obserwować kosmos w podczerwieni ze znacznie lepszą rozdzielczością, umożliwiając nowe odkrycia.

NASA opublikowała dwa zdjęcia tej samej części nieba wykonane przez obserwatorium Spitzera i JWST. Już na pierwszy rzut oka widać, jaką różnicę oferuje Webb. We wpisie w mediach społecznościowych prezentującym porównanie obu zdjęć NASA napisała: Spitzer chodził, aby Webb mógł biegać.

Webb kontra Spitzer

Zaprezentowane przez NASA (poniżej) obrazy pokazują część Wielkiego Obłoku Magellana. Ta mała, usiana gwiazdami galaktyka satelitarna Drogi Mlecznej zapewniła doskonałe pole testowe dla sprawdzenia wydajności Webba. Zdjęcie Wielkiego Obłoku Magellana wykonane przez teleskop Spitzera (w górnej części poniższego obrazu) pokazuje jedynie najjaśniejsze gwiazdy na tle ledwie zarysowanych smug gazu i pyłu. Ale ta sama część kosmosu zobrazowana przez instrument MIRI na teleskopie Jamesa Webba (w dolnej części zdjęcia) jest znacznie bardziej wyraźna. Widać o wiele więcej gwiazd, często mniejszych, których na fotografii z teleskopu Spitzera w ogóle nie ma. Wyraźne są też włókna gazu wypełniającego przestrzeń międzygwiezdną.

Wielkiego Obłoku Magellana - zdjęcie z teleskopu Webba i Spitzera

MIRI oraz inne kluczowe instrumenty naukowe wartego ponad 10 miliardów dolarów obserwatorium musiały zostać schłodzone do bardzo niskich temperatur, by dokładnie rejestrować światło podczerwone. Początkowo schładzały się pasywnie w cieniu osłony przeciwsłonecznej wielkości kortu tenisowego. To pozwoliło uzyskać temperaturę około 90 kelwinów, czyli minus 183 st. C., ale MIRI (kamera i spektrograf, który rejestruje fale o większych długościach niż pozostałe instrumenty teleskopu - od 5 do 28 mikronów) musiał zostać schłodzony do nieco poniżej 7 Kelwinów, co odpowiada minus 267 stopniom Celsjusza. To wymagało specjalnej chłodziarki zasilanej elektrycznie.

Gdy MIRI osiągnął temperaturę roboczą, naukowcy rozpoczęli serię testów, aby upewnić się, że detektory działają zgodnie z oczekiwaniami, czego efektem są właśnie obrazy testowe. Co więcej, wydajność optyczna teleskopu okazała się lepsza niż najbardziej optymistyczne przewidywania zespołu inżynierów z NASA.

Teraz zespół Webba pracuje nad przygotowaniem do pracy instrumentów naukowych. Każdy z nich to wysoce wyrafinowany zestaw detektorów wyposażonych w unikalne soczewki, maski, filtry i dostosowany sprzęt, który pomaga wykonywać badania naukowe, do których został zaprojektowany. Charakterystyki tych przyrządów zostaną skonfigurowane i skalibrowane i będą działać w różnych kombinacjach podczas fazy oddawania do użytku przyrządów naukowych. Wszystko po to, by potwierdzić ich gotowość do pracy.

Pierwsze zdjęcia Wszechświata wykonane przez Webba w wysokiej rozdzielczości będą dostępne dopiero pod koniec czerwca.

 

Źródło: NASA, fot. NASA/JPL-Caltech, NASA/ESA/CSA/STScI