James Webb Space Telescope, en efterföljare till Hubble Space Telescope, är en uttalad prioritering av den kanadensiska regeringen astronomifinansiering. Andra projekt, säger astronomer, hotas av budgetnedskärningar.
(Bild: © ESA)
NASA: s James Webb Space Telescope, planerat att lanseras 2021, kommer att undersöka kosmos för att avslöja universums historia från Big Bang till främmande planetbildning och därefter. Det kommer att fokusera på fyra huvudområden: första ljuset i universum, montering av galaxer i det tidiga universum, födelse av stjärnor och protoplanetära system och planeter (inklusive livets ursprung.)
James Webb Space Telescope (JWST) kommer att lanseras på en Ariane 5-raket från Franska Guyana och tar sedan 30 dagar att flyga en miljon mil till sitt permanenta hem: en Lagrange-punkt, eller en gravitationellt stabil plats i rymden. Det kommer att kretsa runt L2, en plats i rymden nära Jorden som ligger mittemot solen. Detta har varit ett populärt ställe för flera andra rymdteleskoper, inklusive Herschel Space Telescope och Planck Space Observatory.
Det kraftfulla rymdskeppet på 8,8 miljarder dollar förväntas också ta fantastiska foton av himmelsföremål som dess föregångare, Hubble Space Telescope. Lyckligtvis för astronomer förblir Hubble rymdteleskopet vid god hälsa och det är troligt att de två teleskopen kommer att fungera tillsammans under JWSTs första år. JWST kommer också att titta på exoplaneter som Kepler Space Telescope hittade eller följa upp realtidsobservationer från markrummet teleskop.
JWST vetenskap
JWSTs vetenskapsmandat är huvudsakligen indelat i fyra områden:
- Första ljuset och rejonisering: Detta hänvisar till de tidiga stadierna i universum efter att Big Bang startade universumet som vi känner det idag. I de första stadierna efter Big Bang var universum ett hav av partiklar (som elektroner, protoner och neutroner), och ljus var inte synligt förrän universum svalnade tillräckligt för att dessa partiklar började kombinera. En annan sak som JWST kommer att studera är vad som hände efter att de första stjärnorna bildades; den här eran kallas "återjoniseringsepoken" eftersom den hänvisar till när neutralt väte återjoniserades (gjordes för att ha en elektrisk laddning igen) genom strålning från dessa första stjärnor.
- Montering av galaxer: Att titta på galaxer är ett användbart sätt att se hur materien är organiserad på gigantiska skalor, vilket i sin tur ger oss tips om hur universum utvecklades. De spiral- och elliptiska galaxerna vi ser idag har faktiskt utvecklats från olika former under miljarder år, och ett av JWSTs mål är att titta tillbaka på de tidigaste galaxerna för att bättre förstå den evolutionen. Forskare försöker också ta reda på hur vi fick de olika galaxerna som är synliga idag, och de nuvarande sätt som galaxer bildar och monteras.
- Födelse av stjärnor och protoplanetära system: Eagle Nebula's "Pillars of Creation" är några av de mest kända födelseplatserna för stjärnor. Stjärnor kommer att vara i gasmoln, och när stjärnorna växer, blåser strålningstrycket som de utövar bort kokosgasen (som kan användas igen för andra stjärnor, om inte alltför spridda.) Men det är svårt att se inuti gas. JWSTs infraröda ögon kommer att kunna titta på värmekällor, inklusive stjärnor som föds i dessa kokonger.
- Planeter och livets ursprung: Det senaste decenniet har man upptäckt ett stort antal exoplaneter, inklusive med NASA: s planetsökande Kepler Space Telescope. JWSTs kraftfulla sensorer kommer att kunna titta på dessa planeter mer djup, inklusive (i vissa fall) avbildning av deras atmosfärer. Att förstå atmosfärerna och bildningsförhållandena för planeter kan hjälpa forskare att bättre förutsäga om vissa planeter är beboeliga eller inte.
Instrument ombord
JWST kommer utrustad med fyra vetenskapliga instrument.
- Nära-infraröd kamera (NIRCam): Tillhandahålls av University of Arizona, kommer den här infraröda kameran att upptäcka ljus från stjärnor i närliggande galaxer och stjärnor inom Vintergatan. Den kommer också att söka efter ljus från stjärnor och galaxer som bildades tidigt i universumets liv. NIRCam kommer att vara utrustade med koronparametrar som kan blockera ett ljust objekts ljus, vilket gör dimmare objekt nära dessa stjärnor (som planeter) synliga.
- Nära-infraröd spektrograf (NIRSpec): NIRSpec kommer att observera 100 objekt samtidigt och söka efter de första galaxerna som bildades efter Big Bang. NIRSpec tillhandahölls av Europeiska rymdorganisationen med hjälp av NASA: s Goddard Space Flight Center.
- Mid-infrarött instrument (MIRI): MIRI kommer att producera fantastiska rymdfoton av avlägsna himmelsföremål enligt Hubbles tradition för astrofotografering. Spektrografen som är en del av instrumentet gör det möjligt för forskare att samla in mer fysiska detaljer om avlägsna föremål i universum. MIRI kommer att upptäcka avlägsna galaxer, svaga kometer, bilda stjärnor och föremål i Kuiper Belt. MIRI byggdes av European Consortium med European Space Agency och NASAs Jet Propulsion Laboratory.
- Fin vägledningssensor / nära infraröd imager och spaltlös spektrograf (FGS / NIRISS): Detta kanadensiska rymdorganisationsbyggda instrument är mer som två instrument i ett. FGS-komponenten ansvarar för att hålla JWST pekad i exakt rätt riktning under sina vetenskapliga undersökningar. NIRISS kommer att utsträcka kosmos för att hitta signaturer av det första ljuset i universum och söka efter och karakterisera främmande planeter.
Teleskopet kommer också att ha en solskydd på tennisbanan och en spegel på 21,3 fot (6,5 meter) - den största spegeln som någonsin har lanserats i rymden. Dessa komponenter passar inte in i raketten som lanserar JWST, så båda kommer att släppas ut när teleskopet är i rymden.
JWST historia
James Webb mannen
JWST är uppkallad efter tidigare NASA-chef James Webb. Webb tog ansvaret för rymdbyrån från 1961 till 1968 och gick i pension bara några månader innan NASA satte den första mannen på månen.
Även om Webbs tjänstgöring som NASA-administratör är mest förknippad med Apollo-månprogrammet, betraktas han också som en ledare inom rymdvetenskap. Även i en tid med stor politisk oro, satte Webb NASA: s vetenskapliga mål och skrev att lansering av ett stort rymdteleskop borde vara ett centralt mål för rymdbyrån. [Se foton av JWST, Hubbles efterträdare]
NASA lanserade mer än 75 rymdvetenskapliga uppdrag under Webbs vägledning. De inkluderade uppdrag som studerade solen, stjärnorna och galaxerna samt rymden direkt ovanför jordens atmosfär.
Ytterligare rapporter från Miriam Kramer, Space.com-personalsförfattare.
