NASA je najavila da će 12. jula 2022. objaviti prve slike koje je napravio svemirski teleskop Džejms Veb. Te slike biće početak nove ere u astronomiji. Veb je najveći svemirski teleskop ikada napravljen i slaće nam naučne podatke koji će nam pomoći u traženju odgovora na pitanja o najranijim trenucima univerzuma i omogućiće astronomima da proučavaju egzoplanete detaljnije nego ikada ranije.

Zašto toliko čekamo? Bilo je potrebno skoro osam meseci putovanja, podešavanja, testiranja i kalibracije da bismo bili sigurni da ćemo dobiti podatke u najvišem kvalitetu.

Marcia Rieke, astronom sa Univerziteta u Arizoni zadužena za jednu od četiri Vebove kamere, objašnjava šta su ona i njene kolege radile da bi se ovaj teleskop pokrenuo i počeo sa radom.

1. Šta se desilo nakon lansiranja teleskopa?

Nakon uspešnog lansiranja svemirskog teleskopa Džejms Veb 25. decembra 2021, tim je započeo dug proces pomeranja teleskopa u njegovu konačnu orbitalnu poziciju, rasklapanje teleskopa i, dok se sve hladilo, kalibracije kamera i senzora na teleskopu.

Lansiranje je proteklo glatko koliko može biti glatko lansiranje rakete. Jedna od prvih stvari koje smo primetili i kolege u Nasi je da je teleskop imao više preostalog goriva nego što je bilo predviđeno za buduća prilagođavanja svoje orbite. Ovo će omogućiti Vebu da radi mnogo duže od početnih planirani 10 godina.

Prvi zadatak tokom Vebovog mesečnog putovanja do njegove konačne lokacije u orbiti bio je otvori teleskop. Ovo je prošlo bez ikakvih problema, počevši od postavljanja štita od Sunca koji pomaže u hlađenju teleskopa, nakon čega je usledilo poravnavanje ogledala i uključivanje senzora.

Kada je štit od Sunca bio otvoren, tim je počeo da prati temperature četiri kamere i spektrometra na Vebu, čekajući da dosegnu dovoljno niske temperature da bi mogao da počne da testira svaki od različitih režima u kojima instrumenti mogu da rade.

2. Šta ste prvo testirali?

Kamere na Vebu su se hladile baš kako su inženjeri predvideli, a prvi instrument koji je tim uključio bila je blisko infracrvena kamera (Near Infrared Camera, NIRCam). NIRCam je dizajniran da proučava slabu infracrvenu svetlost koju emituju najstarije zvezde ili galaksije u univerzumu. Ali pre nego što je to mogao da uradi, NIRCam je morao da pomogne u poravnanju 18 pojedinačnih segmenata Vebovog ogledala.

Kada se NIRCam ohladio na -173ªC, bilo je dovoljno hladno da počne da detektuje svetlost koja se reflektuje od Vebovih segmenata ogledala i da proizvede prve slike teleskopa. NIRCam tim je bio oduševljen kada je stigla prva slika.

Ove slike su pokazale da su svi segmenti ogledala usmereni na relativno malu površinu neba, a poravnanje je bilo mnogo bolje od najgoreg scenarija koje smo pedviđali.

Vebov senzor za fino navođenje je takođe počeo da radi u to vreme. Ovaj senzor pomaže da teleskop stabilno usmerava ka meti – slično kao stabilizacija slike u digitalnim fotoaparatima široke potrošnje. Koristeći zvezdu HD84800 kao referentnu tačku, NIRCam tim je poravnao segmenata ogledala praktično do savršenstva.

Ogledalo na svemirskom teleskopu Džejms Veb je potpuno poravnato i daje neverovatno oštre slike, poput ove probne slike zvezde. NASA/STScI preko Flickr-a

3. Koji senzori su sledeći oživeli?

Kako je poravnanje ogledala završeno 11. marta, bliski infracrveni spektrograf (Near Infrared Spectrograph, NIRSpec) i bliska infracrvena kamera i spektrograf bez proreza (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph, NIRISS) završili su hlađenje i pridružili se zabavi.

NIRSpec je dizajniran da meri jačinu različitih talasnih dužina svetlosti koja dolazi sa mete. Ove informacije mogu otkriti sastav i temperaturu udaljenih zvezda i galaksija. NIRSpec to radi tako što gleda u svoj ciljni objekat kroz prorez koji zadržava ulaz ostalog svetla.

NIRSpec ima više proreza koji mu omogućavaju da gleda 100 objekata istovremeno. Članovi tima su počeli testiranjem režima višestrukih meta, komandujući prorezima da se otvore i zatvore, i potvrdili su da prorezi pravilno reaguju na komande. Budući koraci će meriti tačno gde su prorezi usmereni i proveriti da li se više ciljeva može posmatrati istovremeno.

NIRISS je spektrograf bez proreza koji takođe razlaže svetlost na različite talasne dužine, ali je bolji u posmatranju svih objekata u polju, a ne samo onih u prorezima. Ima nekoliko načina rada, uključujući dva koja su dizajnirana posebno za proučavanje egzoplaneta posebno blizu njihovih matičnih zvezda.

Do sada su se provere i kalibracije instrumenta odvijale glatko, a rezultati pokazuju da će i NIRSpec i NIRISS davati čak i bolje podatke nego što su inženjeri predvideli pre lansiranja.

4. Koji instrument je poslednji bio uključen?

Poslednji instrument pokrenut na Vebu bio je instrument srednjeg infracrvenog opsega (Mid-Infrared Instrument, MIRI). MIRI je dizajniran za snimanje fotografija udaljenih ili novoformiranih galaksija, kao i slabih, malih objekata poput asteroida. Ovaj senzor detektuje najduže talasne dužine od svih Vebovih instrumenata i mora se održavati na minus 267 C – samo 6 stepeni C iznad apsolutne nule. Da je topliji, detektori bi pokupili samo toplotu iz samog instrumenta, a ne objekte u svemiru. MIRI ima sopstveni sistem za hlađenje, kome je bilo potrebno dodatno vreme da bi postao potpuno operativan pre nego što je instrument mogao da se uključi.

Radio astronomi su pronašli nagoveštaje da postoje galaksije potpuno sakrivene prašinom i nevidljive teleskopima poput Habla koji snima u vidljivom delu spektra. Ekstremno niske temperature omogućavaju MIRI da bude neverovatno osetljiv na svetlost u srednjem infracrvenom opsegu koja može da prođe kroz prašinu. Kada se ova osetljivost kombinuje sa Vebovim velikim ogledalom, omogućava MIRI da prodre u ove oblake prašine i po prvi put otkrije zvezde i strukture u takvim galaksijama.

Levo je snimak sa Spitzer svemirskog teleskopa u infracrvenom spektru. Sa desne strane je isto područje snimljeno MIRI kamerom Džejm Veba. Neverovatna oštrina kroz oblake prašine. Ovo je praktično jedina do sada objavljena fotografija sa Veb teleskopa, ne računajući zvezdu HD84800 koja je služila za kalibraciju. NASA/JPL-Caltech (levo), NASA/ESA/CSA/STScI (desno)/Flickr, CC BI

5. Šta je sledeće za Veba?

Od 15. juna 2022. svi Vebovi instrumenti su uključeni i napravili su svoje prve slike. Četiri režima fotografisanja, tri režima vremenskih serija i tri spektroskopska režima su testirani i sertifikovani, tako da su ostala još samo tri režima.

NASA planira da 12. jula objavi skup rezultata snimanja koji će prikazati Vebove mogućnosti. Videćemo lepotu Vebovih slika a astronomima će dati pravi uvid o kvalitetu podataka koje će dobijati.

Posle 12. jula svemirski teleskop Džejms Veb počeće punim radnim vremenom da obavlja svoju naučnu misiju. Detaljan raspored još nije objavljen, ali astronomi širom sveta nestrpljivo čekaju da dobiju prve podatke sa najmoćnijeg svemirskog teleskopa ikada napravljenog.

Tekst preuzet i adaptiran sa theconversation.com