Космический телескоп «Джеймс Уэбб» покорил весь мир снимком самого глубокого космоса, который НАСА представило в качестве первых результатов работы аппарата. Инфракрасные датчики обсерватории могут заглянуть на миллиарды лет в прошлое и узнать, что было всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва и как формировались первые галактики.
Тем не менее исследования «Уэбба» не ограничиваются только далекими объектами: за несколько месяцев, прошедших после начала работы телескопа, появились снимки звездных скоплений, экзопланет и даже нескольких объектов ближайшего космоса — нашей Солнечной системы.
Рабочее время космической обсерваторр расписано по минутам, так почему же его тратят на то, что можно увидеть в обычный домашний телескоп.
Видит то, что упускают другие
Ключевое преимущество космического телескопа «Джеймс Уэбб» в том, что он работает со светом в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. В первую очередь, это нужно для изучения ранней Вселенной: из-за красного смещения видимый свет от далеких галактик сдвигается в сторону инфракрасного диапазона.
Хотя эта особенность не предназначена напрямую для изучения Солнечной системы, но и здесь она пригодилась. Космический телескоп фиксирует свет с длиной волны от 0,6 до 28,5 мкм, при этом снимки получаются с большим спектральным разрешением.
Вот несколько возможных целей, которые может изучать телескоп.
- Планеты и спутники. Многие важные молекулы, в том числе те, которые служат важным сигналом о существовании жизни. Они оставляют следы в спектре, который изучает «Джеймс Уэбб». Например, он с высокой точностью может определить содержание в атмосфере или на поверхности воды, тяжелой воды (HDO), угарного и углекислого газа, серы и метана.
- Пояс Койпера. Космический телескоп может собрать данные спектра ближнего ИК-диапазона и фотометрии среднего ИК-диапазона (альбедо) для любого из известных астероидов Пояса Койпера. А эти данные вместе с другими наблюдениями помогают определить их состав и ответить на вопрос, как сформировалась Солнечная система.
- Атмосферы. Характеристики телескопа позволяют следить за погодой на всех планетах, расположенных дальше Земли от Солнца. На протяжении всей миссии, по три месяца два раза в год телескоп будет собирать информацию о том, что происходит в атмосферах планет и спутников.
Исследование Марса
Наличие воды и жизни на Красной планете сейчас и в прошлом является одной из движущих сил всех марсианских исследований. «Уэбб» поможет дополнить и уточнить исследования, которые проводят марсоходы, посадочные модули и орбитальные станции.
Изучая спектр света, проходящего через атмосферу планеты и отраженного поверхностью, исследователи планируют найти признаки бурного водного прошлого Красной планеты и того, что изменило стабильность ее атмосферы. Кроме того, геологи могут использовать телескоп для изучения формирования и эволюции глобальных пыльных бурь и облачных систем над спящими вулканами.
Что произошло с Красной планетой и может ли Земля повторить ее историю, возможно, ответить на эти вопросы удастся с помощью телескопа. По крайней мере, первый снимок подтверждает способность «Уэбба» изучать Марс.
Внешние планеты
«Джеймс Уэбб» может смотреть на все, что находится под углом более 85° от Солнца из точки Лагранжа 2 (L2). Это значит, что ему доступны все планеты, начиная с Марса, пояса астероидов, газовых гигантов и объектов пояса Койпера. Еще одно ограничение, связанное с конструкцией телескопа, ограничивает возможности наблюдения до 135° градусов от Солнца.
Ограничения поля зрения являются фундаментальным следствием тепловой конструкции обсерватории и солнцезащитного козырька, которая сохраняет телескоп и инструменты холодными. Это означает, что невозможно наблюдать Солнце, Землю, Луну, Меркурий и Венеру, и кометы, которые движутся на фоне Солнца.
Тем не менее, оставшегося пространства хватит для наблюдения внешних планет, расположенных за пределами Пояса астероидов (хотя бы в течение некоторого времени). Изучая их, космический телескоп может показать, как изменяется сезонная погода на Юпитере или спутниках Сатурна.
С помощью спектрометрии инфракрасного излучения «Уэбба» можно изучить атмосферы газовых гигантов на различной глубине, составить карты циклонов и облаков. Кроме того, с рекордной детализацией телескоп может показать, как формируются и развиваются штормы.
Особый интерес представляет Титан, единственный мир в Солнечной системе, на поверхности которого есть жидкие моря и озера. Они заполненные не водой, а метаном, тем интереснее понять, чем времена года и дождевые циклы на Титане отличаются от земных.
В тестовом режиме исследователи изучили атмосферу газовых гигантов на примере Юпитера. Первые снимки показали многочисленные вихревые системы, которые существуют на планете в дополнение к огромному шторму, называемому Большим красным пятном.
Также возможности телескопа позволят нанести на карту органические молекулы на дисках ледяных гигантов Солнечной системы, Урана и Нептуна. Они представляют собой наименее изученные планеты. «Уэбб» может картографировать их атмосферную температуру и химическую структуру, а также определять их фундаментальные отличия от газовых гигантов Юпитера и Сатурна.
По мере того, как представления людей о космосе и его необъятности росли, Солнечная система начала восприниматься, как близкая и хорошо изученная. На самом деле, это не совсем так. Даже в нашей планетарной системе есть множество загадок, ответы на которые пока не удалось найти.
Изучение планетарных систем и происхождения жизни является одной из основных целей космического телескопа Джеймса Уэбба. Сосредоточение Уэбба на инфракрасном свете дает астрономам возможность изучать особенности поверхностей и атмосфер планет, которые они не могли увидеть в видимом свете. И Солнечная система здесь не исключение.
Кроме того, телескоп обладает уникальной способностью развернуться на 90° менее чем за час, а это значит, что, если внезапно появится новая цель, например, комета, которая сталкивается с Юпитером, телескоп будет готов рассмотреть все подробности.
Читать далее:
Таинственная «голубая слизь» на дне моря поставила ученых в тупик
Разработан генератор для ветряных электростанций без дорогих магнитов