Znajdź zawartość

Już niemal wszystkie instrumenty naukowe Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba zostały zsynchronizowane ze zwierciadłem głównym. Niemal wszystkie, gdyż ostatni z nich – Mid-Infrared Instrument (MIRI) – można będzie ustawić gdy osiągnie odpowiednią temperaturę pracy. MIRI potrzebuje tak niskiej temperatury, że nie wystarczy mu chłodzenie pasywne, dlatego jest od wielu dni schładzany za pomocą specjalnego nowatorskiego urządzenia kriogenicznego. Około połowy marca informowaliśmy, że zakończył się kluczowy etap ustawiania segmentów zwierciadła Teleskopu Webba. Aby tego dokonać, konieczne było dostrojenie zwierciadła głównego i wtórnego do urządzenia Near-Infrared Camera (NIRCam). To pozwoliło na przeprowadzenie niezbędnych testów i upewnienie się, że system optyczny Webba działa bez zarzutów. Uzyskano wówczas obraz wybranej gwiazdy wykonany za pomocą NIRCam. Po zakończeniu tego etapu rozpoczęto fazę dostrajania optyki do współpracy z Fine Guidance Sensor (FGS), Near-Infrared Slitless Spctrograph (NIRISS) oraz Near-Infrared Spectrometer (NIRSpec). Instrument NIRCam, z którym najpierw synchronizowano optykę, to pracująca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. Jej celem jest zarejestrowanie światła pierwszych gwiazd i galaktyk, obrazowanie gwiazd w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej czy obiekty w Pasie Kuipera. Kamerę wyposażono w koronografy, pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów, znajdujących się w pobliżu obiektów znacznie jaśniejszych. Dzięki temu możliwe będą dokładne obserwacje planet krążących wokół pobliskich gwiazd. NIRSpec również działa w zakresie 0,6–5 mikrometrów. Spektrograf będzie rejestrował całe widmo promieniowania, co pozwoli na poznanie cech fizycznych badanych obiektów, jak ich masa temperatura czy skład chemiczny. Z kolei FGS/NIRISS będzie odpowiedzialny za precyzyjne pozycjonowanie Webba na wybrane obiekty, wykrycie pierwszego światła, jakie rozbłysło we wszechświecie oraz wykrywanie, charakteryzowanie i badania spektroskopowe egzoplanet. Instrument, na którego zestrojenie z optyką wciąż czekamy, to MIRI. Składa się on z kamery i spektrografu pracujących w średnich zakresach podczerwieni (5–28 mikrometrów). To niezwykle czułe urządzenie naukowe. MIRI zobaczy przesunięcie ku czerwieni odległych galaktyk, słabo widoczne planety, tworzące się dopiero gwiazdy, będzie obserwował obiekty w Pasie Kuipera. To ono dostarczy nam najbardziej spektakularnych zdjęć. Jednak, by móc wykorzystać swoje niezwykłe możliwości, musi zostać schłodzony do temperatury -266,15 stopni Celsjusza. Osiągnięcie tak niskiej temperatury nie jest możliwe za pomocą samego tylko pasywnego chłodzenia i ochrony zapewnianej przez osłonę przeciwsłoneczną. Potrzebne jest chłodzenie aktywne, za które odpowiada nowatorskie dwustopniowe urządzenie. Jego pierwszy stopień schłodzi MIRI do temperatury -255,15 stopni, a dzięki drugiemu MIRI osiągnie wymaganą temperaturę pracy wynoszącą -266,15 stopni Celsjusza. To zaledwie 7 stopni powyżej zera absolutnego. Do niedawna temperatura MIRI spadała bardzo wolno. W ciągu 54 dni chłodzenia pasywnego zmniejszyła się ona o 58 stopni. Przed 10 dniami włączono chłodzenie aktywne i w tym czasie temperatura MIRI spadła o kolejne 52 stopnie. W chwili pisania tego tekstu temperatura MIRI wynosi -231,35 stopni Celsjusza. « powrót do artykułu

Teleskop Webba zbliża się do końca pierwsze fazy ustawiania zwierciadła głównego za pomocą NIRCam. Najpierw przysłał nam swoje selfie, a niedawno na Ziemię dotarło pierwsze zdjęcie HD 84406, gwiazdy, która będzie wykorzystywana do ustawiania zwierciadła. Obraz, który uzyskał teleskop jest bardzo podobny do tego, jaki otrzymywano podczas symulacji naziemnych. Tak, jak zapowiadano, HD 84406 zobaczyliśmy 18 razy, po jednym z każdego segmentu. Następnie obsługa naziemna poruszała poszczególnymi segmentami, by określić, z którego z nich pochodzi które zdjęcie. Obecnie trwa etap tworzenia „macierzy obrazów”, czyli takiego ustawiania segmentów, by wszystkie z uzyskanych obrazów miały wspólny punkt. Przeprowadzenie pierwszego etapu nie było proste. Najpierw trzeba było upewnić się, że NIRCam działa jak należy, a następnie zidentyfikować na wszystkich obrazach gwiazdę, która stanowi punkt odniesienia do ustawiania teleskopu. Przez kolejny miesiąc obsługa naziemna będzie ustawiała poszczególne segmenty zwierciadła oraz zwierciadło wtórne tak, byśmy w końcu otrzymali pojedynczy wyraźny obraz. Jesteśmy niezwykle zadowoleni z postępu prac nad ustawianiem zwierciadła. Naprawdę jesteśmy szczęśliwi widząc, jak światło trafia do NIRCam, mówi Marcia Rieke, profesor astronomii z University of Arizona, odpowiedzialna z instrument NIRCam. Proces wykonywania zdjęć rozpoczął się od ustawienia Teleskopu Webb w 156 różnych pozycjach, z których powinien zobaczyć HD 84406. Za pomocą 10 czujników NIRCam wykonano 1560 fotografii o łącznej pojemności 54 gigabajtów. Cały proces trwał niemal 25 godzin. Teleskop już w ciągu pierwszych 6 godzin zlokalizował gwiazdę i wykonał jej zdjęcia z pomocą każdego z segmentów zwierciadła. Fotografia połączono następnie w jedną. Przedstawione tutaj zdjęcie to centralny fragment olbrzymiej fotografii złożonej z 2 miliardów pikseli. Podczas wstępnego ustawiania prześledziliśmy fragment nieboskłonu o powierzchni niemal Księżyca w pełni. Zgromadzenie tak dużej ilości danych wymagało zarówno od instrumentów Webba, jak i urządzeń na Ziemi, by działały bez najmniejszych zakłóceń od samego początku. Okazało się, że światło z każdego z 18 segmentów jest skupione bardzo blisko centrum obszaru poszukiwań. To świetny punkt wyjścia do ustawiania zwierciadła, cieszy się Marshall Perrin ze Space Telescope Science Institute, zastępca głównego naukowca Webba. Zwierciadło główne ustawiane jest za pomocą urządzenia NIRCam. Dysponuje ono bowiem czujnikiem o bardzo szerokim polu widzenia, który bezpiecznie może pracować w temperaturach wyższych niż inne instrumenty naukowe teleskopu. Warto tutaj wspomnieć, że prace nad optyką Webba zaowocowały opracowaniem technologii COAS (Complete Ophthalmic Analysis System), która jest wykorzystywana w okulistyce i systemach korekcji wzroku iLASIK. NIRCam będzie wykorzystywany przez niemal cały czas ustawiania zwierciadła głównego. Trzeba jednak wiedzieć, że instrument pracuje w temperaturach znacznie wyższych niż idealne dlatego na rejestrowanych przezeń obrazach pojawiają się artefakty. Będzie ich coraz mniej w miarę schładzania instrumentu. « powrót do artykułu