Что дальше покажет нам космический телескоп Уэбба

Дэвид В. Браун

С тех пор как Европейское космическое агентство запустило космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба из Французской Гвианы на Рождество 2021 года, телескоп завис в космосе примерно в миллионе миль от Земли. Во время своего путешествия JWST развернулся, как кусок оригами, выпустив массив солнечных батарей, мощную антенну, соты золотых зеркал и солнцезащитный козырек, похожий на набор серебряных парусов. Затем ученые потратили более трех месяцев на настройку зеркал с нанометровой точностью. Примерно через год после того, как телескоп опубликовал свои первые изображения, Джейн Ригби, ведущий ученый НАСА, работавший над проектом, сказала мне, что он «поработал не только лучше, чем требовалось, но и лучше, чем мы могли мечтать». Недавно Уэбб помог показать, что галактики в первый миллиард лет существования Вселенной были более активными, чем считалось ранее, образуя множество звезд в результате больших вспышек. «Были предсказания, но это была terra incognita, за пределами того, что мог сделать Хаббл, и ожидания были повсюду», — сказал мне Ригби. «Там, где у нас было невежество, теперь у нас есть прекрасные данные». Недавно, в честь первого года научной работы телескопа, команда Уэбба опубликовала юбилейное изображение звезд, рождающихся в облачном комплексе Ро Змееносца, ближайшем к Земле звездном питомнике.

Первые телескопы были сделаны из двух кусков закругленного стекла в трубке. Галилео Галилей открыл спутники Юпитера и таким образом показал, что Земля не является центром Вселенной, с помощью телескопа, который мог увеличивать в двадцать раз. Шесть десятилетий спустя Исаак Ньютон создал первый успешный телескоп-рефлектор, используя вогнутое зеркало, которое гораздо эффективнее концентрировало свет. На протяжении веков телескопы росли и совершенствовались настолько, что могли обнаруживать все более слабые и далекие небесные объекты. Webb представляет собой кульминацию этого прогресса. Он в сто раз мощнее космического телескопа «Хаббл» и видит инфракрасный свет, невидимый для человеческого глаза. (Свет падает на спектр от более длинных волн до более коротких: инфракрасный, красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый, ультрафиолетовый.) Частично он был разработан для сбора света, который с недавнего времени путешествовал на Землю. после Большого взрыва. Когда астрономы направляют свое зеркало на края космоса, оно видит Вселенную такой, какой она была тринадцать миллиардов лет назад – близко к буквальному началу времен.

Ригби работает в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и с 2010 года является частью команды космического телескопа Джеймса Уэбба в качестве астрофизика, а с июня — в качестве старшего научного сотрудника проекта JWST. Мы разговаривали по видеочату во время ее обеденного перерыва; Пока я задавал ей вопросы, она тыкала вилкой в ​​посуду Tupperware, которую принесла из дома, а затем задумчиво жевала, обдумывая ответы. Она оживленный рассказчик, часто подчеркивающий свои мысли жестами рук и небольшими изменениями в своих черных очках в роговой оправе. Я спросил ее о своеобразной конструкции телескопа, о том, как астрономия влияет на нашу повседневную жизнь, а также о пробелах в человеческих знаниях, которые Уэбб уже начал заполнять. Наш разговор был отредактирован и сокращен.

Когда был запущен космический телескоп «Хаббл», мы вскоре узнали, что его изображения размыты. Инженерам пришлось создать для этого эквивалент очков. Были ли подобные проблемы с JWST на раннем этапе, учитывая его очень сложное развертывание?

Из-за того, как это работало, когда Хаббл поднимался в космос, оптика должна была быть идеальной. Для JWST мы запустили зеркала, которые могли самостоятельно исправиться. Существует восемнадцать сегментов главного зеркала — этих красивых золотых шестиугольников — и идея состоит в том, что вы проектируете их так, чтобы их можно было корректировать в пространстве. Вы просто перемещаете их, пока они не окажутся в нужных местах. Когда JWST впервые был развернут, в ходе этого долгого итеративного процесса наблюдения за яркими звездами мы заставили все эти зеркала работать вместе, как хор — где вначале каждый играет в своем ключе, в своей песне, в своем жанре. занимаясь своим делом. И, в конце концов, они скоординированы, поют в плотной, многочастной гармонии.