Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ на НАСА в момента е готов за изстрелване, като ще стане най-мощният телескоп в космоса. Но как ще се сравняват снимките му с тези на досегашния първенец „Хъбъл“?
Космическият телескоп „Хъбъл“ беше изстрелян в ниска околоземна орбита през април 1990 г. През трите десетилетия оттогава известната обсерватория разшири погледа ни към космоса и задържа вниманието със зашеметяващите изображения, които събира. Това, което някога беше слаба и мистериозна бездна, се превърна в детайлна и цветна вселена и можехме да видим звезди и галактики, каквито никога преди не сме виждали.
Но космическият телескоп „Джеймс Уеб“, който трябва да бъде изстрелян на 24 декември, ще направи нещата малко по-различни. Със своето гигантско златно огледало и инструменти за наблюдение на инфрачервена светлина, Webb е проектиран да „вижда“ обекти 10 до 100 пъти по-слаби от това, което Хъбъл може да види, според информационен лист на НАСА. И така, как погледът на „Уеб“ ще се сравни с този на „Хъбъл“?
„Уеб“ често е описван като заместник или наследник на „Хъбъл“. Но въпреки малкото проблеми през годините, научните инструменти на „Хъбъл“ все още са силни и двата големи телескопа трябва да наблюдават заедно (макар и далеч един от друг) в космоса.
„Хъбъл“ е доста близо до нас, в ниска околоземна орбита, докато „Уеб“ ще пътува много по-далеч, до гравитационно стабилно място на 1,5 милиона километра от Земята, известно като точката на Лагранж Слънце-Земя 2 (L2).
Освен това, макар „Хъбъл“ и „Уеб“ да са класифицирани като големи космически телескопи (като Уеб е значително по-голям), те всъщност „виждат“ Вселената много различно.
„Уеб ще направи невероятни изображения; те ще бъдат по-добри от това, което направи Хъбъл“, казва Клаус Понтопидан, учен по проекта Webb в Научния институт за космически телескопи в Балтимор. Макар и по-добри като изображения, снимките на „Уеб“ ще бъдат фундаментално „различни, защото са с различни дължини на вълната“, каза Понтопидан.
Докато „Хъбъл“ наблюдава светлината предимно с оптична и ултравиолетова дължина на вълната, Webb е проектиран да открива предимно инфрачервена светлина. Чрез наблюдение в инфрачервени лъчи Webb ще заснеме уникално красиви изображения.
„Мисля, че ще бъде фантастично“, каза Понтопидан, „но е много трудно да се предвиди как ще изглежда“, тъй като това ще бъде първата мисия на космически телескоп от този вид.
„Ще изглежда много, много различно от Хъбъл“, казва Понтопидан. „Самите звезди избледняват, те стават все по-бледи и по-слаби [когато] отидете на по-голяма дължина на вълната, но междузвездните облаци стават все по-ярки и по-ярки и по-ярки. Някои характеристики на газ и прах стават малко тънки, когато започнете да навлизате в частта на инфрачервената светлина на спектъра“, обясни Понтопидан. „Но това не е непременно нещо лошо“.
„Мисля, че може би имаше известно притеснение, че не искаме изображения, които в крайна сметка да изглеждат тънки“, каза Понтопидан. „Но както се оказва, всъщност, ако се отиде малко по-навътре в инфрачервеното… самият прах светва в термична светлина. Получаваме мъглявина, която свети.“
„Хъбъл“ може да види светлина в диапазон на дължина на вълната от около 200 нанометра (nm) до 2,4 микрона, докато обхватът на Webb ще бъде от около 600 nm до 28 микрона, като видимата светлина варира от около 700 до 400 nm.
Въпреки че Webb наблюдава предимно инфрачервена светлина, той все пак ще може да види червената/оранжева част от спектъра на видимата светлина. Златното покритие на огледалата поглъща синята светлина от видимия спектър, но отразява жълтата и червената видима светлина, която ще бъде открита.
Макар това да не е основната му функция, „Хъбъл“ има способността да наблюдава и някои инфрачервени лъчи, така че този вид наблюдение не е напълно ново. Всъщност през 2013 г. екипът на „Хъбъл“ пусна зашеметяващо инфрачервено изображение на мъглявината Конска глава, което космическият телескоп засне, за да отпразнува 22-ата годишнина от изстрелването си.
„Хъбъл“ предоставя на света зашеметяващи изображения от десетилетия и има подобна острота като „Уеб“.
„Ъгловата разделителна способност на “Уеб“ или остротата на зрението ще бъде същата като тази на „Хъбъл. „Изображенията на Webb ще изглеждат също толкова остри, колкото тези на Хъбъл“. Според НАСА резолюцията на Уеб ще му позволи да види детайлите на обект с размер на един цент на разстояние от 40 км.
Въпреки това сходство, Webb има много по-голямо огледало – 6,5 м широко, в сравнение с 2,4 м на „Хъбъл“. Новият телескоп има авангардни детектори и е проектиран да вижда по-дълбоко в инфрачервения спектър в спавнение с „Хъбъл“.
Чрез наблюдение в инфрачервения спектър, „Уеб“ ще позволи на учените да виждат много по-далеч във Вселената, обясняват от НАСА. По-голямото му огледало също му дава по-голяма повърхност за събиране на светлина, което позволява на обхвата да надникне още по-далеч в космоса, което по същество позволява на учените да погледнат „назад във времето“ към Вселената милиарди години в миналото.
„Уеб“ е проектиран така, че да може да „вижда“ първите звезди и галактики, които някога са се образували в ранната Вселена. Той може да открива обекти 10 милиарда пъти по-слаби от най-слабите звезди, видими без телескоп, или 10 до 100 пъти по-слаби от това, което Хъбъл може да наблюдава.
„Уеб“е оборудван с четири научни инструмента, които да му помогнат да прави своите наблюдения. Те включват близката инфрачервена камера (NIRCam), близката инфрачервена спектрография (NIRSpec), средно инфрачервеният инструмент (MIRI) и сензорът за фино насочване/близкият инфрачервен имиджър и спектрограф без прорези (FGS-NIRISS).
С тези инструменти Webb „може да направи това, което наричаме спектроскопия за изображения“, каза Понтопидан, „където може да вземе изображение, но ще вземе и спектър и всеки пиксел от изображението“. В образната спектроскопия има информация за спектъра на дължините на вълните, присъстващи във всяка малка част от изображението. Това може да помогне на учените да разберат какви елементи или химикали може да са създали този спектър.
Понтопидан добавя, че уникалният набор от инструменти за изобразяване на Webb ще му позволи да извършва всякакъв вид друга научна работа, като наблюдение на екзопланети, преминаващи пред звезди, или определяне на състава на облак в звездообразуващ регион, както и изследвания, които могат да търсят лед, вода и сложни органични вещества в атмосферите на екзопланетите.
Космическият телескоп Джеймс Уеб е съвместно усилие с участието на НАСА, Европейската космическа агенция и Канадската космическа агенция.
След допълнително забавяне, Уеб е на път да бъде изстрелян на 24 декември 2021 г. с ракета Arianespace Ariane 5 от европейския космодрум в Куру, Френска Гвиана.
