กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ของนาซ่าใกล้จะถึงบ้านใหม่แล้ว
หอดูดาวอวกาศที่ทันสมัยที่สุดที่เคยสร้างมาคือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) จะมาถึงจุดลากรองจ์แห่งที่สองของโลก (L2) เวลา 2 น. EST ในวันจันทร์ที่ 00 มกราคม พ.ศ. 24 เป็นสถานที่พิเศษในพื้นที่หนึ่งล้าน ห่างจากโลกหลายไมล์ ซึ่งเขาสามารถเก็บดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ไว้ข้างหลังเขาในขณะที่มองลึกลงไปในจักรวาลมากกว่าที่เคยเป็นมา
แล้วไงล่ะ?
เว็บบ์ไม่คาดว่าจะเริ่มปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์จนกว่าจะถึงปลายปีนี้ ซึ่งน่าจะประมาณเดือนพฤษภาคมหรือมิถุนายน 2022 เมื่อเบริลเลียมเคลือบทอง 18 ส่วนของกระจกลายเซ็นขนาด 21,5 ฟุต/6,5 เมตรอยู่ในแนวเดียวกัน และระบบออปติคัลได้รับการปรับเทียบแล้ว
ด้วยความเชี่ยวชาญในการตรวจจับแสงที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล ซึ่งเป็นส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม เรารู้ว่าเวบบ์จะถ่ายภาพดาราจักรยุคแรก สำรวจความลึกลับของต้นกำเนิดจักรวาล และถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบโดยตรง แต่จริงๆ แล้วเป็นสิ่งที่ต้องทำอย่างเป็นทางการของเขา รายการ?
จากรายชื่อโครงการกว่า 1100 โครงการจาก 44 ประเทศ นี่คือโครงการที่น่าสนใจที่สุดบางส่วนที่เคยได้รับมอบหมาย (8760 ชั่วโมงทั้งหมด) ในรอบที่ 1 ซึ่งเป็นปีแรกของการสังเกตการณ์ตามแผนของเวบบ์
ค้นหา "รุ่งอรุณแห่งจักรวาล"
โครงการแรกและใหญ่ที่สุดในปีแรกของเวบบ์คือ COSMOS-Webb ซึ่งเป็นโปรแกรมจัดทำแผนที่กาแลคซีแห่งแรกของจักรวาล ที่เรียกว่า "รุ่งอรุณจักรวาล"
ข้อมูลนี้น่าจะสร้างข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ใช้มานานหลายทศวรรษ เครื่องมือ NIRCam ของมันจะชี้ไปที่พื้นที่อ้างอิงเดียวกันกับท้องฟ้ายามค่ำคืนที่ฮับเบิลเคยจับภาพมาก่อน แต่คราวนี้คาดว่าจะเผยให้เห็นดาราจักรใกล้อินฟราเรดที่ยังไม่เป็นที่รู้จักถึงครึ่งล้านแห่ง และดาราจักรอินฟราเรดช่วงกลาง 32 แห่ง อินฟราเรด.
“เนื่องจากเราครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ เราจึงสามารถสังเกตเห็นโครงสร้างขนาดใหญ่ในช่วงรุ่งอรุณของการก่อตัวของกาแลคซี” Caitlin Casey ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสตินและผู้อำนวยการร่วมของ COSMOS.-Webb กล่าว โปรแกรม. "เรายังจะมองหากาแลคซีที่หายากที่สุดที่มีอยู่ในยุคแรกๆ และทำแผนที่การกระจายตัวของสสารมืดขนาดใหญ่ในกาแลคซีย้อนกลับไปในสมัยโบราณ"
COSMOS-Webb เป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรม Webb Treasury ซึ่งเป็นชุดข้อมูลที่ถือว่ามีความสำคัญมากจนต้องเปิดเผยต่อสาธารณะอย่างถาวร
ดูว่าระบบ TRAPPIST-1 มี Earth 2.0 . หรือไม่
ในไม่ช้า Webb จะทำการศึกษาใกล้อินฟราเรดโดยละเอียดเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ในเขตเอื้ออาศัยได้
TRAPPIST-41 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1 ปีแสงในกลุ่มดาวราศีกุมภ์ TRAPPIST-1 เป็นดาวแคระแดงขนาดเล็กที่มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก 2016 ดวง มากที่สุดเท่าที่เรารู้จนถึงตอนนี้ ดาวเคราะห์นอกระบบสามดวงถูกค้นพบรอบ TRAPPIST-XNUMX ในปี XNUMX โดย Transiting Planets และ Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) ในชิลีและต่อมาโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer Space ที่เลิกใช้แล้วของ NASA
ถึงคราวของเวบบ์ที่จะบอกเราบางสิ่งที่เราไม่รู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่อาจมีลักษณะคล้ายโลกเหล่านี้ โดยเฉพาะ TRAPPIST-1c ซึ่งกล่าวกันว่าเป็นหินและดูเหมือนดาวศุกร์
ในช่วงปีแรกของ Webb เขาได้ผลิตเนื้อหาสำหรับ Hot Take on a Cool World: Trappist-1c Have an Atmosphere? และสำรวจดาวเคราะห์ TRAPPIST-1c เพื่อหาชั้นบรรยากาศ
อีกโครงการหนึ่งคือ TRAPPIST-1 Atmospheric Survey of Planets จะยืนยันว่าดาวเคราะห์มีชั้นบรรยากาศหรือไม่
ไขความลึกลับของการก่อตัวดาว
ดาวและกระจุกดาวก่อตัวอย่างไร? คุณอาจคิดว่านักดาราศาสตร์ควรรู้เรื่องนี้แล้ว แต่จักรวาลส่วนใหญ่ถูกบดบังด้วยก๊าซและฝุ่น
Cue Webb ผู้ซึ่งจะสามารถมองทะลุทุกสิ่งได้ ต้องขอบคุณความไวแสงอินฟราเรดของเขา ดังนั้น ในการศึกษาอื่นของ Webb Treasure ทีมวิจัยนานาชาติจะศึกษาดาว กระจุกดาว และฝุ่นที่พบในกาแลคซีใกล้เคียง 19 แห่ง
นี่คือแบบสำรวจ PHANGS (ฟิสิกส์ที่ความละเอียดเชิงมุมสูงใน Near GalaxieS) และรวบรวมผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศมากกว่า 100 คนเพื่อศึกษาการก่อตัวดาวฤกษ์ตั้งแต่ต้นจนจบ
เจนิซ ลี หัวหน้านักวิทยาศาสตร์หอดูดาวเจมินีจาก NOIRLab ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติในเมืองทูซอน รัฐแอริโซนา กล่าวว่า "เวบบ์จะเปิดเผยการก่อตัวดาวฤกษ์ในระยะแรกสุด เช่นเดียวกับที่ก๊าซยุบตัวเพื่อก่อตัวดาวฤกษ์และฝุ่นที่อยู่รอบ ๆ ก็ร้อนขึ้น
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าสิ่งนี้ควรสร้างข้อมูลที่แปลกใหม่และกระตุ้นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ครั้งยิ่งใหญ่
เปิดเผยดวงจันทร์ของดาวยูเรนัส
เว้นแต่จะมีการบินผ่านช่วงสั้นๆ ในปี 1986 โดยยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 ของนาซ่า ดาวเคราะห์ดวงที่ 27 จากดวงอาทิตย์นั้นแทบจะไม่ได้สำรวจเลย และมีดวงจันทร์ XNUMX ดวงน้อยกว่านั้นด้วยซ้ำ
นั่นคือที่มาของ The Moons of Uranus: การสืบสวน NIRSpec เกี่ยวกับต้นกำเนิด องค์ประกอบอินทรีย์ และกิจกรรมในมหาสมุทรที่เป็นไปได้ ซึ่งเป็นโครงการที่ใช้เวลา 21 ชั่วโมงของ Webb ในการศึกษา Ariel, Umbriel, Titania และ Oberon
ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดสี่ดวงนี้จะถูกตรวจสอบเพื่อหาร่องรอยของแอมโมเนีย โมเลกุลอินทรีย์ น้ำแข็งคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ เพื่อดูว่าดวงจันทร์เหล่านี้อาศัยอยู่ใต้มหาสมุทรหรือไม่
หวังว่าชุดข้อมูลดังกล่าวจะสามารถนำมาใช้เพื่อช่วยในการวางแผนภารกิจยานอวกาศในอนาคตเพื่อสำรวจดาวยูเรนัสและดวงจันทร์ของมันได้ เช่น ภารกิจเรือธงใหม่ที่น่าตื่นเต้นที่ NASA กำลังพูดถึงอยู่
ชั่งน้ำหนักหลุมดำมวลมหาศาล
นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลุมมวลมหาศาลที่มีน้ำหนักมากกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 40 ล้านเท่าในดาราจักรชนิดก้นหอยที่อยู่ใกล้เคียงที่เรียกว่า NGC 4151
ในความพยายามที่จะระบุได้อย่างแน่ชัดว่าหลุมมวลมหาศาล (ซึ่งมีอยู่ในกาแลคซีทั้งหมด) "ป้อน" และส่งผลต่อกาแลคซีโดยรอบอย่างไร ทีมงานที่นำโดยมหาวิทยาลัยเมมฟิสต้องการใช้เวบบ์ในการกำหนดมวลของมัน
ในการป้อนและป้อนกลับของ AGN บน NGC 4151 เวบบ์จะถูกนำมาใช้เพื่อวัดการเคลื่อนที่ของดาวในแกนกลางของดาราจักร เนื่องจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียงเคลื่อนที่เร็วขึ้น หลุมดำที่หนักขึ้นจะต้องใหญ่ขึ้นตามขนาดที่เพิ่มขึ้น อิทธิพลโน้มถ่วง
เวบบ์จะค้นพบได้อย่างไร
เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดเวบบ์จึงมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวและวิธีที่เขาจะค้นพบมัน การรู้ว่าเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ใดบ้างที่อยู่บนกระดานจะช่วยให้ทราบได้อย่างแม่นยำ:
MIRI (Mid-Infrared Instrument): กล้องและสเปกโตรกราฟที่มองเห็นแสงในช่วงกลางอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนใหญ่สำหรับภาพถ่ายดาราศาสตร์แบบมุมกว้างจะดีกว่าฮับเบิล
NIRCam (กล้องใกล้อินฟราเรด): เพื่อตรวจจับแสงของดาวฤกษ์ดวงแรกและกาแลคซี่ มีโคโรนากราฟที่สามารถบังแสงของดาวได้ ซึ่งช่วยให้ค้นหาดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียงได้
NIRISS (Near Infrared Imager และ Slitless Spectrograph): สำหรับการตรวจจับ "แสงแรก" ของดาวฤกษ์ดวงแรก และสำหรับการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบเมื่อพวกมันโคจรดาวฤกษ์ของมัน
NIRSpec (ใกล้อินฟราเรดสเปกโตรกราฟ): สเปกโตรมิเตอร์สำหรับกระจายแสงจากวัตถุสู่สเปกตรัม เครื่องมือนี้สามารถสังเกตวัตถุได้ 100 ชิ้นพร้อมกัน