Телескоп «Джеймс Вебб» у пошуках нового дому для людства
Найсучасніший у світі телескоп «Джеймс Вебб» / Фото NASA
Ще тисячі років тому людина, вдивляючись у нічне небо, ставила собі фундаментальні питання: «чи є життя за межами Землі?», «скільки ще зіркових систем існує навколо нас?», «чи нескінченний Всесвіт?» Довгий час люди покладалися лише на власний зір, намагаючись розгледіти хоч щось на безкрайньому небосхилі.
Проте понад чотири століття тому великий вчений Галілео Галілей, створивши перший телескоп, надзвичайно покращив зорові можливості людини і започаткував нову галузь розвитку астрономії.
З того часу вчені досягли феноменального прогресу в цій науці і досі продовжують розгадувати нові та складні загадки космосу. У цьому їм допомагає один із найсучасніших і найдорожчих телескопів під назвою «Джеймс Вебб».
Майже кожен із нас стикався з дивовижно красивими фотографіями галактик і планет, які були зроблені за допомогою цього телескопа.
Але бути великим космічним фотоапаратом — це не головна мета «Вебба». Сьогодні ми розглянемо історію його створення, дізнаємося, навіщо він потрібний, і з’ясуємо, чи допоможе цей телескоп у пошуку нового дому для людства.
ІСТОРІЯ РОЗРОБКИ
Астрономія змушує душу дивитися вгору і веде нас із цього світу до іншого
Платон
Розробка телескопа «Джеймс Вебб» розпочалася далекого 1997 року і мала стартовий бюджет у розмірі близько 500 мільйонів доларів, а запуск у космос повинен був здійснитися 2007 року. На початку розробки апарат мав назву «Космічний телескоп нового покоління», але 2002 року було ухвалено рішення перейменувати його на честь Джеймса Вебба — американського державного діяча, який очолював НАСА з 1961 по 1968 рік.
Це був украй знаменний період, адже тоді проводилася програма «Аполлон», яка успішно виконала своє головне завдання — висадила людину на поверхню Місяця.
Однак розвиток технологій та постійні покращення проєкту відтягнули його запуск на 12 років, і лише 25 грудня 2021 року «Джеймс Вебб» був запущений ракетою-носієм «Аріан-5» і розпочав виконання своєї місії. Потрібно також згадати, що вартість розробки збільшилася у 20 разів від початкового бюджету та досягла 9,7 мільярда доларів! — така астрономічна сума зробила «Джеймс Вебб» найдорожчим телескопом історії людства.
Через півроку після запуску президент США Джо Байден опублікував перше зображення, зроблене «Джеймсом Веббом», на якому було «Перше глибоке поле Вебба» — скупчення галактик, розташованих на відстані 4,6 мільярда світлових років.
З того часу майже щотижня телескоп демонструє світові неймовірно гарні нескінченні простори Всесвіту.
ВІДМІННІСТЬ ВІД «СТАРШОГО БРАТА»
Головним попередником «Джеймса Вебба» можна сміливо назвати телескоп «Хаббл», названий на честь американського астронома Едвіна Хаббла, який довів існування інших галактик крім Чумацького Шляху та описав закон розширення Всесвіту. Важливо розуміти, що «Джеймс Вебб» — це не заміна «Хаббла», а його наступник, що підтверджують і вчені з НАСА:
«Телескоп «Джеймс Вебб» є науковим наступником «Хаббла»: його цілі були мотивовані підсумками попередника. Результати роботи «Хаббла» підштовхнули нас до пошуку довших хвиль, аби «вийти за межі» того, що вже зробив «Хаббл». Ще одна причина, через яку «Вебб» не є заміною «Хаббла», — це відмінність їхніх можливостей. «Вебб» вивчатиме Всесвіт в основному в інфрачервоному діапазоні, у той час як «Хаббл» вивчає його переважно в оптичному та ультрафіолетовому діапазонах хвиль».
Спостереження в інфрачервоному спектрі дуже важливі для астрономії, адже в цьому діапазоні краще видно формування нових зірок і планет, які при звичайному світлі приховані за коконом пилу, що поглинає світло.
Але на цьому особливості «Джеймса Вебба» не закінчуються.
Однією з головних його відмінностей від «Хаббла» є розташування телескопа у космосі. Попередник «Джеймса Вебба» обертається навколо Землі на висоті близько 570 км, а новий телескоп знаходиться зовсім в іншому місці. Він був відправлений до точки Лагранжа L2 — на відстань 1,5 мільйона кілометрів від Землі!
Причин такого розташування «Вебба» кілька. По-перше, у точці L2 сонячний екран телескопа блокуватиме світло від Сонця, зберігаючи «прохолодність» телескопа. По-друге, Земля і Місяць будуть поза полем роботи «Вебба» і не перешкоджатимуть виконанню поставлених завдань.
Ще однією перевагою такого розташування телескопа у космосі є економія палива для виправлення невеликих відхилень від свого маршруту. Згідно з розрахунками, «Джеймсу Веббу» вистачить пального на 20 років безперебійної роботи, що тішить як вчених, так і звичайних людей, яким подобається захоплюватись знімками цього телескопа.
ЦІЛІ Й ПЕРСПЕКТИВИ
Не знаю, чи я це довів усім, але точно довів собі: ми не прикуті до цієї планети
Ніл Армстронг
Очевидно, що вчені витратили роки розробок не лише для того, щоб ми могли поставити на заставку нашого робочого стола фотографії галактик чи зірок. «Джеймс Вебб» конструювався для певних наукових цілей, з якими за такий короткий період роботи справляється на дуже гідному рівні.
Насамперед «Джеймс Вебб» дозволив «зазирнути в минуле» далі, ніж будь-коли раніше. До запуску «Вебба» найдальшою галактикою, яку змогли виявити вчені, була галактика GN-z11, що існує 13,4 мільярда років, тобто вона з’явилася лише через 400 мільйонів років після Великого вибуху. Однак «Джеймс Вебб» побив цей рекорд, адже він виявив галактику Мейзі, вік якої старший на 150 мільйонів років!
Ці астрономічні числа є досить гучними, але їх важливість не варто недооцінювати. За допомогою потужностей телескопа «Джеймс Вебб» ми зможемо краще зрозуміти ранні періоди формування Всесвіту та вивчити перші галактики, що з’явилися після Великого вибуху. Також «Джеймс Вебб» вивчає ранні етапи формування зірок та аналізує хімічний склад космічних об’єктів.
Однак найцікавішим завданням телескопа «Джеймс Вебб» є пошук екзопланет та аналіз їх придатності для проживання. Погляд телескопа прикутий до системи TRAPPIST-1, яка складається із семи кам’янистих планет, що обертаються навколо червоної карликової зірки, розташованої на відстані 40,7 світлових років від нашої Землі.
Одним із найважливіших відкриттів телескопа стало підтвердження наявності вуглекислого газу в атмосфері екзопланети WASP-39b. Подальші аналізи цієї екзопланети та безлічі інших дозволять вченим отримати набагато більше інформації про хімічний склад цих небесних тіл, і, хто знає, можливо, на одному з них колись буде виявлено життя.
Нам залишається лише чекати і сподіватися, що ми зможемо на власні очі побачити нові відкриття в астрономії, які будуть зроблені завдяки «Джеймсу Веббу», адже як казав американський астроном, астрофізик та популяризатор науки Карл Саган:
Космос — це все, що є, що колись було і колись буде. Одне споглядання Космосу вражає: дріж біжить по спині, перехоплює горло, і з’являється почуття, слабке, як невиразний спогад, ніби падаєш з висоти. Ми усвідомлюємо, що торкаємося найбільшої таємниці
