С космодрома Куру во Французской Гвиане произведён запуск космического телескопа имени Джеймса Уэбба (или просто телескопа «Джеймс Уэбб»). Самое ожидаемое астрофизиками событие 2021 года откладывалось несколько раз, в том числе из-за непогоды. Орбитальная инфракрасная обсерватория, названная в честь бывшего руководителя NASA, начнёт научные наблюдения через полгода после старта.
Чем он лучше «Хаббла»?
Находящийся на околоземной орбите с 1990 года космический телескоп «Хаббл», безусловно, является величайшим достижением мировой науки и человечества в целом. Он совершил множество открытий и сделал миллионы потрясающих снимков галактик и туманностей. Но «Хаббл» исчерпал свой ресурс и технически устарел. На смену ему и должен прийти «Джеймс Уэбб». Его разработка началась в конце ХХ века, а запуск изначально был запланирован на 2007 год, но много раз откладывался. Стоимость проекта постоянно росла и теперь составляет около 10 миллиардов долларов.
Если кратко, то космический телескоп Джеймса Уэбба (на английском название иногда сокращают до аббревиатуры JWST) — это орбитальная инфракрасная обсерватория нового поколения. Ей предстоит дополнить и расширить открытия, сделанные «Хабблом». Более того, научные задачи перед «Уэббом» ставились на основании результатов, полученных от «Хаббла». Его достижения и открытия натолкнули учёных на мысль использовать для наблюдений волны большей длины. Дело в том, что чем дальше находится астрономический объект, тем большее смещение он имеет в красный спектр. И если «Хаббл» изучает Вселенную в первую очередь на оптических и ультрафиолетовых длинах волн, то его сменщик будет наблюдать за ней в инфракрасном диапазоне. Вообще, он будет более зорким, чем его предшественник. Площадь главного зеркала JWST — 25 квадратных метров против 4,5 у «Хаббла».
Лучшие снимки телескопа «Хаббл» за всю историю
Юпитер. Это первая цветная фотография планеты Юпитер, сделанная в 1991 году на широкоугольную камеру космического телескопа. © Flickr.com / NASA, ESA, and J. Westphal (Caltech)
«Столпы Творения» в туманности Орёл. Такое название объекты на фотографии получили потому, что газ и пыль в них вовлечены в процесс формирования новых звезд с одновременным разрушением облаков под светом уже образовавшихся звезд. Снимок сделан в 1995 году. © Flickr.com / NASA, ESA, STScI, J. Hester and P. Scowen (Arizona State University)
Инфракрасный Сатурн. Изображение получено 4 января 1998 года и показывает отраженный инфракрасный свет планеты, что дает подробную информацию о облаках и дымке в атмосфере Сатурна. © Flickr.com / Erich Karkoschka (University of Arizona) and NASA
Юпитер, его спутник Ио и тень от спутника, падающая на поверхность планеты. 1999 год. © Flickr.com / John Spencer (Lowell Observatory) and NASA
Туманность Конская Голова в созвездии Ориона — один из самых фотографируемых объектов в космосе. Снимок сделан в 2001 году. © Flickr.com / NASA, NOAO, ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: K. Noll (Hubble Heritage PI/STScI), C. Luginbuhl (USNO), F. Hamilton (Hubble Heritage/STScI)
Туманность Конус. «Этот объект, — пишет NASA, — напоминающий кошмарного зверя, поднимающего голову из багрового моря, на самом деле — безобидный столб газа и пыли». Снимок сделан в 2002 году. © Flickr.com / NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC/LO), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), the ACS Science Team, and ESA; The ACS Science Team: H. Ford, G. Illingworth, M. Clampin, G. Hartig, T. Allen, K. Anderson, F. Bartko, N. Benitez, J. Blakeslee, R. Bouwe
Туманность Омега, 2003 год. © Flickr.com / NASA, ESA and J. Hester (ASU)
Кольцо голубых звезд вокруг галактики AM 0644-741. Предполагается, что кольцо образовалось при столкновении с другой галактикой, при этом вследствие гравитационного разрушения пыль в галактике уплотняется и образует звезды. 2004 год. © Flickr.com / NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (AURA/STScI); Acknowledgment: J. Higdon (Cornell U.) and I. Jordan (STScI)
Галактика Водоворот или M 51 в созвездии Гончие Псы. Снимок сделан в 2005 году. © Flickr.com / NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Туманность в созвездии Киль. 2007 год. © Flickr.com / N. Smith (University of California, Berkeley) and NOAO/AURA/NSF
Взаимодействующие галактики. Учебники по астрономии обычно представляют галактики как одинокие и величественные миры сверкающих звезд. Но галактики могут быть расположенные в пространстве достаточно близко, чтобы взаимная гравитация существенно влияла на форму, движение, процессы звездообразования, а в некоторых случаях и на обмен веществами между ними. Снимки 2008 года. © Flickr.com / NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
«Мистическая гора» внутри туманности Киль. Эта космическая вершина высотой в три световых года состоит из пыли и газа и имеет признаки интенсивного звездообразования. Снимок 2010 года. © Flickr.com / NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Лучшие снимки телескопа «Хаббл» за всю историю
Юпитер. Это первая цветная фотография планеты Юпитер, сделанная в 1991 году на широкоугольную камеру космического телескопа. © Flickr.com / NASA, ESA, and J. Westphal (Caltech)
«Столпы Творения» в туманности Орёл. Такое название объекты на фотографии получили потому, что газ и пыль в них вовлечены в процесс формирования новых звезд с одновременным разрушением облаков под светом уже образовавшихся звезд. Снимок сделан в 1995 году. © Flickr.com / NASA, ESA, STScI, J. Hester and P. Scowen (Arizona State University)
Инфракрасный Сатурн. Изображение получено 4 января 1998 года и показывает отраженный инфракрасный свет планеты, что дает подробную информацию о облаках и дымке в атмосфере Сатурна. © Flickr.com / Erich Karkoschka (University of Arizona) and NASA
Юпитер, его спутник Ио и тень от спутника, падающая на поверхность планеты. 1999 год. © Flickr.com / John Spencer (Lowell Observatory) and NASA
Туманность Конская Голова в созвездии Ориона — один из самых фотографируемых объектов в космосе. Снимок сделан в 2001 году. © Flickr.com / NASA, NOAO, ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: K. Noll (Hubble Heritage PI/STScI), C. Luginbuhl (USNO), F. Hamilton (Hubble Heritage/STScI)
Туманность Конус. «Этот объект, — пишет NASA, — напоминающий кошмарного зверя, поднимающего голову из багрового моря, на самом деле — безобидный столб газа и пыли». Снимок сделан в 2002 году. © Flickr.com / NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC/LO), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), the ACS Science Team, and ESA; The ACS Science Team: H. Ford, G. Illingworth, M. Clampin, G. Hartig, T. Allen, K. Anderson, F. Bartko, N. Benitez, J. Blakeslee, R. Bouwe
Туманность Омега, 2003 год. © Flickr.com / NASA, ESA and J. Hester (ASU)
Кольцо голубых звезд вокруг галактики AM 0644-741. Предполагается, что кольцо образовалось при столкновении с другой галактикой, при этом вследствие гравитационного разрушения пыль в галактике уплотняется и образует звезды. 2004 год. © Flickr.com / NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (AURA/STScI); Acknowledgment: J. Higdon (Cornell U.) and I. Jordan (STScI)
Галактика Водоворот или M 51 в созвездии Гончие Псы. Снимок сделан в 2005 году. © Flickr.com / NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Туманность в созвездии Киль. 2007 год. © Flickr.com / N. Smith (University of California, Berkeley) and NOAO/AURA/NSF
Взаимодействующие галактики. Учебники по астрономии обычно представляют галактики как одинокие и величественные миры сверкающих звезд. Но галактики могут быть расположенные в пространстве достаточно близко, чтобы взаимная гравитация существенно влияла на форму, движение, процессы звездообразования, а в некоторых случаях и на обмен веществами между ними. Снимки 2008 года. © Flickr.com / NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
«Мистическая гора» внутри туманности Киль. Эта космическая вершина высотой в три световых года состоит из пыли и газа и имеет признаки интенсивного звездообразования. Снимок 2010 года. © Flickr.com / NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Для чего он предназначен?
С помощью инфракрасных инструментов «Джеймса Уэбба» можно будет разглядеть, например, что находится подо льдами, которыми покрыты спутник Юпитера Европа и спутник Сатурна Энцелад. Вдруг там есть жидкие океаны, в водах которых обитают неведомые нам формы жизни?
Оборудование нового телескопа позволит ему заглядывать в пылевые облака, где в данный момент рождаются будущие звёзды и планетные системы. С другой стороны, благодаря беспрецедентной чувствительности к инфракрасному излучению он сможет «смотреть в прошлое»: наблюдать свет первых звёзд и галактик, которые возникли вскоре после Большого взрыва около 13,5 миллиарда лет назад.
От «Джеймса Уэбба» ждут прорыва в исследованиях экзопланет. Он сможет увидеть небесные тела, сравнимые с Землёй и находящиеся от нас на расстоянии 15 световых лет. Более того, он будет в состоянии разглядеть их спутники! В зону подробных наблюдений попадут более 20 ближайших к Солнцу звёзд. Орбитальная инфракрасная обсерватория даст сведения об атмосферах экзопланет и, возможно, даже найдёт в них следы жизни.
Каких открытий ждут учёные?
АиФ.ru опросил экспертов, чтобы узнать, каких открытий они ждут от нового космического телескопа.
Научный руководитель Института космических исследований РАН, академик Лев Зелёный:
— Запуск JWST — это не просто долгожданное событие для науки, это рубеж, очередной этап познания Вселенной. «Хаббл» проработал более 30 лет и в значительной мере изменил картину мира не только учёных, но и землян в целом. Думаю, «Джеймс Уэбб» сделает не меньше.
Инфракрасный диапазон, в котором работает телескоп, позволит заглянуть за облака пыли, которые закрывают самые «интимные» места Вселенной: там идёт формирование звёзд и их планетных систем. Меня же более всего интересуют результаты по экзопланетам, которые получит JWST: у него для этого есть серьёзные наблюдательные преимущества.
Хочется пожелать коллегам успеха, который они давно заслужили. Сложность не в самом запуске телескопа (никакой трагедии в его переносах нет), а в том, что теперь последуют более 300 критических операций по раскрытию антенн и подготовке всей сложной техники к работе. Срыв даже одной из них приведёт к срыву всего проекта.
Научный руководитель Института астрономии РАН, член-корреспондент РАН Борис Шустов:
— Проект JWST — очень интересный, очень амбициозный и для астрономии рекордно дорогой. Что касается моих научных интересов, то я надеюсь, что новый телескоп позволит увидеть загадочные гигантские Первые звёзды (астрономы называют их звёздами Населения III). Собственно, телескоп зафиксирует не сами звёзды, а события их невероятно мощных, но очень далёких взрывов.
Старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ, кандидат физико-математических наук Владимир Сурдин:
— Я надеюсь, что JWST обнаружит то, на что мало кто обращает внимание. А именно планеты, летающие отдельно от своих звёзд. Должна быть такая порода планет, которые давно вылетели из своих систем и бродят по галактике в одиночку. Их называют планетами-изгоями или бродягами. Это вроде мелкая, незначительная часть галактики, но очень интересная, потому что мы о них вообще ничего не знаем. Их не видно в обычные телескопы, потому что они не освещаются светом материнской звезды, они тёмные. Но при этом они светятся своим теплом в инфракрасном диапазоне. И вот как раз «Уэбб» будет в этом диапазоне работать и наверняка много таких планет откроет. Тогда станет ясно, сколько их в галактике в процентном соотношении по сравнению с теми планетами, что остались у своих звёзд.
Благодаря этим наблюдениям мы, во-первых, сможем понять, как формировалась наша собственная планетная система. Ведь мы, например, до сих пор не знаем, откуда взялась Луна. Есть версия, что по Земле ударило какое-то небесное тело, и так у неё появился спутник. Если мы увидим, что в галактике много планет-бродяг, эта версия получит подтверждение.
Во-вторых, на этих планетах, как ни странно, тоже возможна жизнь. Да, там темно. Но, в конце концов, у нас под землёй и в глубине океана тоже темно, но там есть своя жизнь.
Руководитель сектора астрономического образования Московского планетария Александр Перхняк:
— Телескоп «Джеймс Уэбб» в сотню раз мощнее, а его приборы в 7 раз чувствительнее, чем у «Хаббла». Но задачи у него немного другие. Хочется верить, что его возможности действительно позволят нам увидеть молодую Вселенную, её первые звёзды и галактики.
Благодаря этому телескопу изучение планет у других звёзд выйдет на новый уровень. Мы сможем не только открывать новые экзопланеты, но и исследовать их атмосферы. Также радует его доступность: учёные могут оставлять проектные заявки и использовать телескоп «Джеймс Уэбб» в самых разных направлениях исследований во благо науки.