NASA/ESA/CSA Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակը հաճախ կոչվում է որպես NASA/ESA Hubble տիեզերական աստղադիտակի իրավահաջորդ: Իրականում այն շատ ավելիի իրավահաջորդն է: Միջին ինֆրակարմիր գործիքի (MIRI) ընդգրկմամբ Վեբը նաև հաջողեց ինֆրակարմիր տիեզերական աստղադիտակները, ինչպիսիք են ESA-ի Տիեզերական Ինֆրակարմիր աստղադիտարանը (ISO) և NASA-ի Spitzer տիեզերական աստղադիտակը:
Միջին ինֆրակարմիր տիրույթում տիեզերքը շատ տարբեր է այն ամենից, ինչ մենք սովոր ենք տեսնել մեր աչքերով: Ընդլայնվելով 3-ից մինչև 30 միկրոմետր, միջին ինֆրակարմիրը հայտնաբերում է երկնային օբյեկտներ, որոնց ջերմաստիճանը 30-ից 700º C է: Այս ռեժիմում տեսանելի լույսի պատկերներում մուգ երևացող առարկաները այժմ պայծառ փայլում են:
«Սա շատ հետաքրքիր ալիքի երկարության միջակայք է այն քիմիայի առումով, որը կարելի է անել, և ինչպես կարող եք հասկանալ աստղերի ձևավորման գործընթացը և այն, ինչ տեղի է ունենում գալակտիկաների միջուկներում», - ասում է Ջիլիան Ռայթը՝ եվրոպական կոնսորցիումի գլխավոր քննիչ, որը մշակել է MIRI գործիք. - Տիեզերքի մեր առաջին իրական միջին ինֆրակարմիր ակնարկները ստացվել են ISO-ի միջոցով, որը գործել է 1995 թվականի նոյեմբերից մինչև 1998 թվականի հոկտեմբերը: Հասնելով ուղեծիր 2003 թվականին՝ Սփիցերը հետագա առաջընթաց գրանցեց նմանատիպ ալիքի երկարություններում։ Ե՛վ ISO, և՛ Spitzer հայտնագործությունները ընդգծեցին միջին ինֆրակարմիր հնարավորությունների անհրաժեշտությունը՝ ավելի մեծ հավաքման տարածքներով՝ ավելի լավ զգայունության և անկյունային լուծման համար՝ աստղագիտության շատ կարևոր հարցերի լուծման համար»:
Ջիլիանը և մյուսները սկսեցին երազել մի գործիքի մասին, որը կարող էր տեսնել միջին ինֆրակարմիր ճառագայթումը վառ մանրամասնությամբ: Ի դժբախտություն նրանց, ESA-ն և NASA-ն տեսան մերձ ինֆրակարմիր ալիքի ավելի կարճ ալիքները՝ որպես Webb-ի առաջնային թիրախ: ESA-ն ղեկավարել է մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրոմետրի մշակումը, որը կոչվում է NIRSpec, մինչդեռ NASA-ն նպատակադրվել է ստեղծել NIRCam կոչվող ջերմային պատկերող սարք:
Չվախենալով, երբ ESA-ն հայտարարեց իր մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրոմետրի ուսումնասիրության համար դիմումների ընդունման մասին, Ջիլիանը և նրա գործընկերները հնարավորություն տեսան: «Ես ղեկավարել եմ մի թիմ, որը բավականին համարձակ պատասխան է ուղարկել։ Այն ասում էր, որ մենք կուսումնասիրենք մերձ ինֆրակարմիր սպեկտրոգրաֆը, բայց կունենանք նաև լրացուցիչ ալիք, որը կզբաղվի միջին ինֆրակարմիր գիտության այս բոլոր ուսումնասիրություններով: Եվ մենք ներկայացրինք գիտական դեպք, թե ինչու միջին ինֆրակարմիր աստղագիտությունը ֆանտաստիկ կլիներ Webb-ում», - ասում է նա:
Թեև նրա թիմը չշահեց այդ կոնկրետ պայմանագիրը, այդ համարձակ քայլը օգնեց բարձրացնել միջին ինֆրակարմիր աստղագիտության հեղինակությունը Եվրոպայում, և նա ինքը հրավիրվեց ներկայացնելու այդ գիտական շահերը ESA-ի մեկ այլ ուսումնասիրության մեջ, որը ուսումնասիրում էր եվրոպական արդյունաբերության կարողությունները ինֆրակարմիր գործիքներ ստեղծելու համար: . Ամբողջ Եվրոպայի ակադեմիական հաստատությունների աջակցությամբ այս հետազոտության մի մասը նվիրված էր միջին ինֆրակարմիր տիրույթի գործիքներին:
Արդյունքներն այնքան հուսադրող էին, ինչպես նաև ԱՄՆ-ի կողմից իրականացվող զուգահեռ ուսումնասիրությունների արդյունքները, որ նման սարքի նկատմամբ հետաքրքրությունն էլ ավելի մեծացավ։ Հավաքելով Եվրոպայում գիտնականների և ինժեներների միջազգային խումբ, որը ցանկանում և կարող է նախագծել և կառուցել գործիքը, և, ամենակարևորը, գումար հավաքել դրա համար, Ջիլիանը և նրա գործընկերները խրախուսեցին և աստիճանաբար համոզեցին ESA-ին և NASA-ին այն ներառել գործիքի մեջ: Webb ծրագիր.
Աշխատանքի այս ձևով եվրոպական առաջնորդության ընդլայնումը ԱՄՆ-ի հետ միջազգային համագործակցության ոլորտում, ՆԱՍԱ-ի առաջատար առաքելության վրա, որտեղ գործիքների արտադրության մշակույթն այնքան տարբեր է, հաջողության երաշխավորված բաղադրատոմս չէր: «Ամենամեծ մտավախությունն այն էր, որ այս բարդությունը կլինի ամենամեծ վտանգը գործիքի համար»,- ասում է Խոսե Լորենցո Ալվարեսը՝ ESA-ի MIRI գործիքի մենեջերը: Բայց ռիսկը տվեց իր արդյունքը:
Բացի սեփական միջոցներ ներգրավելուց, կոնսորցիումը ստացել է ևս մեկ նախազգուշացում. գործիքը չպետք է ազդի Webb-ի աշխատանքային ջերմաստիճանի և օպտիկայի վրա: Այլ կերպ ասած, աստղադիտակը կմնա օպտիմիզացված մոտ ինֆրակարմիր սարքերի համար, և MIRI-ն կվերցնի այն, ինչ կարող է ստանալ: Սա կսահմանափակեր գործիքի կատարումը տասը միկրոմետրից ավելի, բայց Ջիլիանի համար դա վճարելու փոքր գին էր:
Ամենամեծ տեխնոլոգիական խոչընդոտներից մեկն այն էր, որ MIRI-ն պետք է աշխատեր ավելի ցածր ջերմաստիճանում, քան մոտ ինֆրակարմիր սարքերը: Դա իրականացվել է NASA-ի ռեակտիվ շարժիչ լաբորատորիայի կողմից տրամադրված կրիոկառեցման մեխանիզմի միջոցով: Միջին ինֆրակարմիր ալիքների նկատմամբ զգայուն լինելու համար MIRI-ն աշխատում է մոտ -267°C ջերմաստիճանում:
Սա ցածր է Պլուտոնի մակերեսի միջին ջերմաստիճանից՝ մոտ 40 Կելվին (-233°C): Պատահաբար, սա այն ջերմաստիճանն է, որում աշխատում են մյուս գործիքներն ու աստղադիտակը: Երկու ջերմաստիճաններն էլ չափազանց ցածր են, բայց այս տարբերության պատճառով աստղադիտակի ջերմությունը դեռևս կներթափանցի MIRI, երբ այն միացվեր աստղադիտակին, եթե դրանք ջերմային մեկուսացված չլինեին միմյանցից:
Մեկ այլ խնդիր աստղադիտակի վրա գործիքի համար հասանելի սահմանափակ տարածքն էր: Սա նույնիսկ ավելի դժվար էր, քանի որ MIRI-ն պետք է արդյունավետորեն երկու գործիք լիներ մեկում` պատկերահանող և սպեկտրոմետր: Սա պահանջում էր որոշ խելացի դիզայներական աշխատանք:
Նույնիսկ այն բանից հետո, երբ գործիքն ավարտվեց և ուղարկվեց ՆԱՍԱ-ին՝ աստղադիտակի մնացած մասի հետ ինտեգրվելու համար, թիմը բախվեց ավելի շատ մարտահրավերների:
Չափազանց բարդ աստղադիտակի կառուցման համար ավելի երկար պահանջվեց, քան որևէ մեկը կարող էր պատկերացնել, ինչը նշանակում է, որ MIRI-ն և այլ գործիքները պետք է մնան Երկրի վրա շատ ավելի երկար, քան ի սկզբանե նախատեսված էր:
Այնուհետև, 2021 թվականի Սուրբ Ծննդյան օրը, ESA-ի Ariane 5 հրթիռային մեքենան տիեզերանավը ուղեծիր հասցրեց կատարյալ արձակումով: Հետագա շաբաթների և ամիսների ընթացքում ցամաքային խմբերը պատրաստեցին աստղադիտակն ու դրա գործիքները և հանձնեցին գիտնականներին: Այլ գործիքների հետ միասին MIRI-ն այժմ ուղարկում է տվյալներ, որոնց մասին գիտնականները միայն երազել են:
MIRI-ի տվյալները լայնորեն ցուցադրվել են Webb-ի ամենավաղ պատկերներում, ներառյալ Կարինա միգամածության «լեռներն» ու «հովիտները», փոխազդող Ստեֆան Կվինտետի գալակտիկաների խումբը և Հարավային օղակաձև միգամածությունը: Հետագա պատկերները շարունակեցին բարձրացնել նշաձողը ինչպես գեղեցկության, այնպես էլ գիտության առումով: Այնուամենայնիվ, քանի որ MIRI-ն այդքան մեծ առաջընթաց է ցանկացած նախկին միջին ինֆրակարմիր գործիքից, նշաձողը բարձրացվում է նաև պատկերի մեկնաբանման հնարավորությունների առումով:
Բայց սա առաջադեմ գիտության էությունն է, և աստղագետներն արդեն շտապում են մշակել ավելի մանրամասն համակարգչային մոդելներ, որոնք կարող են նրանց ավելին պատմել տարբեր ֆիզիկական գործընթացների մասին, որոնք առաջացնում են տվյալների հայտնվել միջին ինֆրակարմիր տիրույթում:
MIRI-ն, համացանցի այլ գործիքների հետ միասին, ունի աստղագիտության բոլոր ոլորտները առաջ մղելու ներուժ: Սա փոխակերպող գիտության այն տեսակն է, որը հնարավոր է դառնում միայն հնարավորությունների զգալի ընդլայնման միջոցով: Եվ դա հիանալի վկայություն է թիմային աշխատանքի և միջազգային համագործակցության համար, որն ուղղված է աստղադիտակի կառուցմանը ընդհանրապես, և MIRI-ին, մասնավորապես:
Դուք կարող եք օգնել Ուկրաինային պայքարել ռուս զավթիչների դեմ։ Դա անելու լավագույն միջոցը Ուկրաինայի զինված ուժերին միջոցների նվիրաբերումն է Savelife կամ պաշտոնական էջի միջոցով NBU.
Կարդացեք նաև.
- Հաբլը նկատեց մի զույգ Գերբիգ-Արո առարկաներ Օրիոն համաստեղությունում
- Ջեյմս Ուեբ աստղադիտակը կուսումնասիրի բնակելի էկզոմոլորակները