กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ผู้สืบทอดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเป็นลำดับความสำคัญของการระดมทุนทางดาราศาสตร์ของรัฐบาลแคนาดา นักดาราศาสตร์กล่าวว่าโครงการอื่นถูกคุกคามโดยการลดงบประมาณ
(ภาพ: © ESA)
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของนาซ่าซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2564 จะสำรวจเอกภพเพื่อเปิดเผยประวัติศาสตร์ของเอกภพตั้งแต่บิกแบงไปจนถึงการก่อตัวดาวเคราะห์ต่างดาวและอื่น ๆ มันจะมุ่งเน้นไปที่สี่พื้นที่หลัก: แสงแรกในจักรวาล, การรวมตัวของกาแลคซีในเอกภพยุคแรก, การกำเนิดของดาวฤกษ์และระบบดาวเคราะห์และดาวเคราะห์ (รวมถึงต้นกำเนิดของชีวิต)
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) จะเปิดตัวจรวด Ariane 5 จากเฟรนช์เกียนาจากนั้นใช้เวลา 30 วันในการบินหนึ่งล้านไมล์สู่บ้านถาวรของมัน: จุดลากรองจ์หรือสถานที่ที่มีความเสถียรสูงในอวกาศ มันจะโคจรรอบ L2 ซึ่งเป็นจุดในอวกาศใกล้โลกที่อยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ นี่เป็นจุดที่ได้รับความนิยมสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่น ๆ รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศเฮอร์เชลและหอสังเกตการณ์อวกาศพลังค์
ยานอวกาศที่ทรงพลังจำนวน 8.8 พันล้านเหรียญสหรัฐนั้นคาดว่าจะถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าที่น่าทึ่งเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลรุ่นก่อน โชคดีสำหรับนักดาราศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลยังคงมีสุขภาพที่ดีและเป็นไปได้ที่กล้องโทรทรรศน์ทั้งสองจะทำงานร่วมกันในช่วงปีแรก ๆ ของ JWST JWST จะดูดาวเคราะห์นอกระบบที่พบกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์หรือติดตามการสังเกตการณ์แบบเรียลไทม์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ
วิทยาศาสตร์ JWST
คำสั่งวิทยาศาสตร์ของ JWST แบ่งออกเป็นสี่ส่วนหลัก ๆ ดังนี้
- แสงแรกและการไอออนไอออนใหม่: นี่หมายถึงระยะเริ่มแรกของจักรวาลหลังจากบิกแบงเริ่มต้นเอกภพอย่างที่เรารู้ทุกวันนี้ ในช่วงแรกหลังจากบิ๊กแบงจักรวาลเป็นทะเลของอนุภาค (เช่นอิเล็กตรอนโปรตอนและนิวตรอน) และแสงไม่สามารถมองเห็นได้จนกว่าเอกภพจะเย็นตัวลงเพื่อให้อนุภาคเหล่านี้เริ่มรวมตัวกัน อีกสิ่งหนึ่งที่เจดับบลิวเอสจะศึกษาคือเกิดอะไรขึ้นหลังจากดาวดวงแรกก่อตัวขึ้น ยุคนี้เรียกว่า "ยุคแห่งการรีออไนเซชั่น" เพราะมันหมายถึงเมื่อไฮโดรเจนเป็นกลางถูกทำให้เป็นไอออน (ทำให้มีประจุไฟฟ้าอีกครั้ง) โดยการแผ่รังสีจากดาวฤกษ์ดวงแรก
- การชุมนุมของกาแลคซี: การดูที่กาแลคซีเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการดูว่าสสารถูกจัดระเบียบในระดับมหึมาซึ่งจะให้คำแนะนำแก่เราเกี่ยวกับการวิวัฒนาการของจักรวาล กาแลคซีที่เป็นเกลียวและรูปไข่ที่เราเห็นในทุกวันนี้วิวัฒนาการมาจากรูปร่างที่แตกต่างกันมาหลายพันล้านปีและหนึ่งในเป้าหมายของ JWST คือมองย้อนกลับไปที่กาแลคซีแรกสุดเพื่อทำความเข้าใจวิวัฒนาการนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังพยายามค้นหาว่าเรามีกาแลคซีหลากหลายที่มองเห็นได้ในวันนี้และวิธีปัจจุบันที่กาแลคซีก่อตัวและรวมตัวกัน
- การเกิดของดาวและระบบก่อกำเนิดดาวเคราะห์: "เสาหลักแห่งการสร้างสรรค์" ของ Eagle Nebula เป็นแหล่งกำเนิดของดวงดาวที่โด่งดังที่สุดแห่งหนึ่ง ดาวจะอยู่ในกลุ่มเมฆก๊าซและเมื่อดาวเติบโตแรงดันรังสีที่พวกมันออกมาจะพัดก๊าซ cocooning ออกไป (ซึ่งสามารถนำไปใช้กับดาวฤกษ์อื่นได้อีกหากไม่กระจัดกระจายมากเกินไป) อย่างไรก็ตามมันยากที่จะมองเห็นภายใน ก๊าซ. ดวงตาอินฟราเรดของ JWST จะสามารถมองเห็นแหล่งความร้อนรวมถึงดวงดาวที่เกิดในรังไหมเหล่านี้
- ดาวเคราะห์และต้นกำเนิดของชีวิต: ทศวรรษที่ผ่านมามีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากรวมถึงกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ที่กำลังค้นหาดาวเคราะห์ เซ็นเซอร์ทรงพลังของ JWST จะสามารถตรวจจับดาวเคราะห์เหล่านี้ในเชิงลึกได้มากขึ้นรวมถึง (ในบางกรณี) ถ่ายภาพบรรยากาศของพวกเขา การทำความเข้าใจกับบรรยากาศและเงื่อนไขการก่อตัวของดาวเคราะห์สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำนายได้ดีกว่าถ้าดาวเคราะห์บางดวงสามารถอยู่อาศัยได้หรือไม่
เครื่องมือบนเครื่อง
JWST จะมาพร้อมกับเครื่องมือวิทยาศาสตร์สี่ชนิด
- กล้องใกล้อินฟราเรด (NIRCam): นำเสนอโดยมหาวิทยาลัยแอริโซนากล้องอินฟราเรดนี้จะตรวจจับแสงจากดาวในกาแลคซีและดาวใกล้เคียงในทางช้างเผือก นอกจากนี้ยังจะค้นหาแสงจากดวงดาวและกาแลกซี่ที่ก่อตัวขึ้นในช่วงต้นของชีวิตจักรวาล NIRCam จะได้รับการติดตั้งด้วย coronagraph ที่สามารถปิดกั้นแสงของวัตถุสว่างทำให้วัตถุที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์เหล่านั้น (เช่นดาวเคราะห์) มองเห็นได้ชัดเจนขึ้น
- สเปกโตรกราฟใกล้ - อินฟราเรด (NIRSpec): NIRSpec จะสังเกตวัตถุ 100 ชิ้นพร้อมกันค้นหากาแลคซีแห่งแรกที่ก่อตัวขึ้นหลังจากบิกแบง NIRSpec จัดทำโดยองค์การอวกาศยุโรปด้วยความช่วยเหลือจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า
- เครื่องมืออินฟราเรดปานกลาง (MIRI): MIRI จะผลิตภาพถ่ายอวกาศอันน่าทึ่งของวัตถุท้องฟ้าไกลโพ้นตามประเพณีการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ของฮับเบิล สเปคโตรกราฟที่เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์รวบรวมรายละเอียดทางกายภาพเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัตถุที่อยู่ห่างไกลในจักรวาล MIRI จะตรวจจับกาแลคซีที่ห่างไกลดาวหางจาง ๆ ก่อตัวดาวฤกษ์และวัตถุในแถบไคเปอร์ MIRI สร้างขึ้นโดย Consortium แห่งยุโรปกับ European Space Agency และ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA
- เซ็นเซอร์คำแนะนำแบบละเอียด / ใกล้ตัวสร้างภาพอินฟราเรดและสโคปกราฟแบบ Slitless (FGS / NIRISS): เครื่องมือที่สร้างโดยองค์การอวกาศแคนาดานี้เป็นเหมือนเครื่องมือสองอย่างในหนึ่งเดียว องค์ประกอบ FGS มีหน้าที่รับผิดชอบในการทำให้ JWST ชี้ไปในทิศทางที่ถูกต้องในระหว่างการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ NIRISS จะกำหนดขอบเขตของเอกภพเพื่อค้นหาลายเซ็นของแสงแรกในจักรวาลและค้นหาและจำแนกลักษณะของดาวเคราะห์ต่างดาว
กล้องโทรทรรศน์จะใช้กระจกกันแดดขนาดเท่าสนามเทนนิสและกระจก 21.3 ฟุต (6.5 เมตร) ซึ่งเป็นกระจกที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาในอวกาศ ส่วนประกอบเหล่านั้นจะไม่พอดีกับจรวดที่เปิดตัว JWST ดังนั้นทั้งสองจะคลี่เมื่อกล้องโทรทรรศน์อยู่ในอวกาศ
ประวัติ JWST
เจมส์เวบบ์ชายคนนั้น
JWST ได้รับการตั้งชื่อตามอดีตหัวหน้าเจมส์นาบบ์ของนาซ่า เวบบ์ดูแลหน่วยงานอวกาศจาก 2504 ถึง 2511 เกษียณเพียงไม่กี่เดือนก่อนที่นาซ่าจะวางชายคนแรกบนดวงจันทร์
แม้ว่าเวบบ์จะดำรงตำแหน่งในฐานะผู้ดูแลระบบขององค์การนาซ่ามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงการดวงจันทร์อพอลโล แต่เขาก็ยังถือว่าเป็นผู้นำด้านวิทยาศาสตร์อวกาศ แม้ในช่วงเวลาแห่งความวุ่นวายทางการเมืองเวบบ์ได้ตั้งเป้าหมายด้านวิทยาศาสตร์ของนาซ่าการเขียนว่าการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ควรเป็นเป้าหมายสำคัญขององค์การอวกาศ [ดูรูปถ่ายของ JWST ผู้สืบทอดของฮับเบิล]
องค์การนาซ่าเปิดตัวภารกิจด้านวิทยาศาสตร์อวกาศมากกว่า 75 รายการภายใต้คำแนะนำของเว็บบ์ พวกเขารวมถึงภารกิจที่ศึกษาดวงอาทิตย์ดวงดาวและกาแลกซี่รวมถึงอวกาศโดยตรงเหนือชั้นบรรยากาศโลก
รายงานเพิ่มเติมโดย Miriam Kramer นักเขียนเจ้าหน้าที่ของ Space.com
