Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмосОт IRAS до Уэбба: невероятная эволюция инфракрасных телескопов НАСА

От IRAS до Уэбба: невероятная эволюция инфракрасных телескопов НАСА

- Advertisement -

Ученые изучают Вселенную с помощью инфракрасных космических телескопов в течение 40 лет, включая следующие миссии НАСА (слева направо): Инфракрасный астрономический спутник (IRAS), запущенный в 1983 году; космический телескоп «Спитцер», запущенный в 2003 году; и космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в 2021 году. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех.

Телескоп Уэбба открыл новое окно во Вселенную, но он основан на миссиях 40-летней давности, включая Спитцер и инфракрасный астрономический спутник.

25 декабря, НАСА будет отмечать двухлетнюю годовщину запуска космического телескопа Джеймса Уэбба — крупнейшей и мощной космической обсерватории в истории. Четкость его изображений вдохновила мир, и ученые только начинают исследовать научную щедрость, которую оно возвращает.

Успех Уэбба основан на четырех десятилетиях космических телескопов, которые также обнаруживают инфракрасный свет (который невидим невооруженным глазом) – в частности, на работе двух вышедших из эксплуатации телескопов НАСА с большими юбилеями в прошлом году: в январе исполнилось 40 лет с момента запуска Инфракрасный астрономический спутник (IRAS), а в августе исполнилось 20 лет со дня запуска космического телескопа «Спитцер».

НАСА Космический телескоп Джеймса Уэбба основан на четырех десятилетиях работы космических телескопов, которые также обнаруживают инфракрасный свет, в частности двух других устаревших телескопов НАСА: Инфракрасного астрономического спутника (IRAS) и космического телескопа Спитцер. Кредит: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Это наследие видно на снимках НАСА Ро Змееносца, одной из ближайших к Земле областей звездообразования. IRAS был первый инфракрасный телескоп, когда-либо запущенный на околоземную орбиту, над атмосферой, которая блокирует большинство инфракрасных волн. Густые облака газа и пыли Ро Змееносца блокируют видимый свет, но инфракрасное зрение IRAS сделало ее первой обсерваторией, способной проникнуть сквозь эти слои и обнаружить новорожденные звезды, расположенные глубоко внутри.

Двадцать лет спустя многочисленные инфракрасные детекторы Спитцера помогли астрономам определить более точный возраст многих звезд в этом регионе, предоставив представление о том, как молодые звезды во всей Вселенной развиваются. Еще более детальное инфракрасное изображение Уэбба показывает струи, вырывающиеся из молодых звезд, а также диски материала вокруг них – закладки будущих планетных систем.

Облака газа и пыли в космосе – подобные Ро Змееносца, показанному здесь – в основном излучают инфракрасный свет, который человеческие глаза не могут обнаружить. IRAS, первый инфракрасный телескоп на околоземной орбите, сделал снимок этого региона в 1983 году и выявил ранее скрытые особенности, в том числе недавно формирующиеся звезды, расположенные глубоко внутри пыли. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Другой пример — Фомальгаут, звезда, окруженная диском обломков, похожим на наш пояс астероидов. Сорок лет назад этот диск стал одним из главных открытий IRAS, поскольку он также убедительно свидетельствовал о наличии по крайней мере одной планеты в то время, когда за пределами Солнечной системы еще не было обнаружено ни одной планеты. Последующие наблюдения Спитцера показали, что диск состоит из двух частей — холодную внешнюю область и теплую внутреннюю область — и выявили больше доказательств присутствия планет.

Многие другие телескопы, в том числе НАСА Космический телескоп Хабблс тех пор изучали Фомальгаут, а ранее в этом году изображения Уэбба дали ученым самое четкое представление о структуре диска. Оно выявило два ранее невиданных кольца из камня и газа во внутреннем диске. Объединение работы поколений телескопов делает историю Фомальгаута более отчетливой.

Ро Змееносца также был получен космическим телескопом Спитцер НАСА. «Спитцер» имел более широкое поле зрения и лучшее разрешение, чем его предшественники, что обеспечивало более детальное изображение региона, а также больше информации о звездообразовании. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Гарвард-Смитсоновский институт CfA.

Визионерское инфракрасное астрономическое исследование

Когда IRAS был запущен в 1983 году, ученые не были уверены, что именно покажет миссия. Они не могли предсказать, что инфракрасное излучение в конечном итоге будет использоваться практически во всех областях астрономии, включая исследования эволюция галактик, жизненный цикл звезд, источник вездесущей космической пылиатмосферы экзопланет, движения астероидов и других околоземных объектови даже природу одной из величайших космологических загадок в истории, темная энергия.

IRAS подготовила почву для возглавляемой Европой Инфракрасная космическая обсерватория (ИСО) и Космическая обсерватория Гершель; тот Спутник AKARI под руководством Японии; Wide-Field Infrared Survey Explorer НАСА (WISE) и воздушная SOFIA (Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии) агентства, а также многие обсерватории на воздушных шарах.

Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба открыл Ро Змееносца, как никогда раньше, показав астрономам новые особенности области звездообразования на этом потрясающем изображении 2023 года. Уэбб опирается на наследие инфракрасных телескопов, таких как IRAS и Spitzer. Авторы и права: НАСА, ЕКА, ККА, STScI, Клаус Понтоппидан (STScI)

«Инфракрасный свет необходим для понимания того, откуда мы пришли и как мы сюда попали, как в самых больших, так и в самых маленьких астрофизических масштабах», — сказал Майкл Вернер, астрофизик из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Южной Калифорнии. Вернер, специализирующийся на инфракрасных наблюдениях, работал научным сотрудником Спитцера. «Мы используем инфракрасное излучение, чтобы оглянуться назад в пространстве и времени, чтобы помочь нам понять, как возникла современная Вселенная. А инфракрасное излучение позволяет нам изучать формирование и эволюцию звезд и планет, что рассказывает нам об истории нашей Солнечной системы».

Художественная концепция инфракрасного астрономического спутника (IRAS) на орбите. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения.

На Спитцер

Если IRAS была исследовательской миссией, то «Спитцер» был разработан для глубокого погружения в инфракрасную вселенную. Многие из планетарных целей Уэбба в первый год его существования уже были достигнуты. учился у Спитцера, который преследовал широкий спектр научных целей, благодаря широкому полю зрения и относительно высокому разрешению. За время своей 16-летней миссии «Спитцер» обнаружил на краю Вселенной новые чудеса (в том числе некоторые из самые далекие галактики, когда-либо наблюдавшиеся в то время) в нашу Солнечную систему (например, новое кольцо вокруг Сатурна). Исследователи также были удивлены, обнаружив, что телескоп является идеальным инструментом для изучение экзопланет (планеты за пределами нашей солнечной системы), чего они не ожидали при его строительстве.

На этом изображении показано впечатление художника от космического телескопа Спитцер. На заднем плане показано инфракрасное изображение плоскости галактики Млечный Путь, сделанное Спитцером. Кредиты: НАСА/Лаборатория реактивного движения.

«С любым телескопом вы собираете данные не просто ради них; вы задаете конкретный вопрос или серию вопросов», — сказал Шон Кэри, бывший менеджер Научного центра Спитцера в IPAC, центра обработки данных и научных исследований в Калифорнийском технологическом институте. «Вопросы, которые мы можем задать Уэббу, гораздо более сложны и разнообразны из-за знаний, которые мы приобрели с помощью таких телескопов, как Спитцер и IRAS».

Концепция художника космического телескопа Джеймса Уэбба. Кредит: НАСА

Например, Кэри сказал: «Мы изучали экзопланеты с помощью Спитцера и Хаббла и выяснили, что можно сделать с помощью инфракрасного телескопа в этой области, какие типы планет наиболее интересны и что о них можно узнать. Поэтому, когда Уэбб запустился, мы сразу же приступили к экзопланета учится с самого начала».

Миссия НАСА «Спектро-фотометр для истории Вселенной, эпохи реионизации и исследования льдов» (SPHEREx) поможет астрономам понять, как развивалась наша Вселенная и насколько распространены ингредиенты жизни в планетных системах нашей галактики. Кредит: Калифорнийский технологический институт

Уэбб также прокладывает путь для будущих инфракрасных миссий. Предстоящая миссия НАСА SPHEREx (Спектрофотометр для истории Вселенной, эпохи реионизации и исследования льдов), а также следующая флагманская обсерватория агентства, Римский космический телескоп Нэнси Грейс, продолжат исследовать Вселенную в инфракрасном диапазоне.

Художественная концепция римского космического телескопа Нэнси Грейс. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

Подробнее о миссиях

IRAS был совместным проектом НАСА, Агентства аэрокосмических программ Нидерландов и Совета по науке и инженерным исследованиям Соединенного Королевства. Миссией НАСА руководила Лаборатория реактивного движения. Калифорнийский технологический институт в Пасадене управляет Лабораторией реактивного движения НАСА.

Лаборатория реактивного движения управляла миссией космического телескопа «Спитцер» для Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне до тех пор, пока миссия не была прекращена в январе 2020 года. Научные операции проводились в Научном центре «Спитцер» в Калифорнийском технологическом институте. Управление космическими кораблями базировалось на базе Lockheed Martin Space в Литтлтоне, штат Колорадо. Данные хранятся в Инфракрасном научном архиве, которым управляет IPAC в Калифорнийском технологическом институте.

Космический телескоп Джеймса Уэбба — крупнейшая в мире обсерватория космической науки. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, заглядывает в далекие миры вокруг других звезд и исследует загадочные структуры и происхождение нашей Вселенной и наше место в ней. Уэбб — это международная программа, возглавляемая НАСА совместно со своими партнерами, ЕКА (ESA).Европейское космическое агентство) и CSA (Канадское космическое агентство).

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме