Žvilgsnis į visatos pradžią: kuo skiriasi Hablo ir Vebo teleskopai?

Vebo teleskopas aptinka infraraudonąją šviesą, kurios žmogaus akis nemato

Džeimso Vebo kosminis teleskopas (angl. James Webb Space Telescope) veikia daugiau nei pusantro milijono kilometrų nuo Žemės. Skirtingai nei regimojoje šviesoje dirbantis Hablo teleskopas, Vebo teleskopas fiksuoja infraraudonąją šviesą – tai yra šilumos spinduliuotė, kurios žmogaus akis nemato.

Visatos plėtimasis lemia, kad nuo tolimų objektų sklindanti šviesa „išsitempia“, tampa raudonesnė ir pereina į infraraudonųjų bangų spektrą. Todėl objektai, kurie prieš 13 milijardų metų skleidė ultravioletinę ar regimąją šviesą, šiandien spindi tik silpna infraraudonąja šviesa. Būtent tokią šviesą ir užfiksuoja Vebo teleskopas, veikiantis tarsi laiko mašina – leidžiantis mums matyti ankstyvąją visatą. [1]

Kad tai būtų įmanoma, teleskopas turi išlikti ypatingai šaltas – apie –223 °C, o MIRI kamera dar šaltesnė: net –266 °C (tai - labai atri vadinamojo absoliutaus nulio, kurio temperatūra siekia −273,15 °C). Specialus penkių sluoksnių skydas nuo Saulės ir Žemės šilumos saugo prietaisus nuo pašalinio šiluminio triukšmo, kuris kitaip užgožtų silpnus signalus iš kosmoso.

Veidrodis ir kameros leidžia fiksuoti net šilumą iš kito galaktikų krašto

Šviesa pirmiausia surenkama didžiuliu, auksu padengtu veidrodžiu, kurio skersmuo siekia 6,5 metro. Šis veidrodis sudarytas iš 18 šešiakampių berylio segmentų, kurie suderinti taip tiksliai, kad veikia kaip vienas paviršius. Auksas pasirinktas ne dėl estetinių sumetimų, o todėl, kad puikiai atspindi infraraudonąją šviesą.

Pagrindiniai teleskopo instrumentai yra dvi kameros – NIRCam ir MIRI. NIRCam fiksuoja artimosios infraraudonosios šviesos bangas ir padeda analizuoti objektų cheminę sudėtį.

MIRI aptinka vidutinių bangų ilgių infraraudonąją šviesą, leidžiančią tyrinėti vėsesnius, dulkių gaubiamus objektus – pavyzdžiui, besiformuojančias žvaigždes ar egzoplanetas.

Jautrumas šių prietaisų yra nepaprastas – jei žmogaus akys būtų tokios kaip NIRCam, galėtume matyti vabzdžio skleidžiamą šilumą Mėnulyje. Tokia raiška leidžia tyrinėti net menkiausius šiluminius signalus iš milijardų kilometrų atstumo.

Hablo ir Vebo teleskopai veikia kartu, kad išplėstų visatos pažinimo ribas

Nors Vebo teleskopas sukurtas vėliau, jis nereiškia Hablo teleskopo pakeitimo – šie du prietaisai papildo vienas kitą. [2]

Hablo teleskopas dirba arčiau Žemės (515 km aukštyje), fiksuodamas ultravioletinę ir regimąją šviesą, o Vebo teleskopas veikia daug toliau – aplink Saulę, prie antrojo Lagrango taško. Tai leidžia Vebui išvengti Žemės šilumos poveikio ir užtikrinti itin stabilų šiluminį režimą.

Hablo 2,4 metro veidrodis yra pagamintas iš stiklo ir padengtas aliuminio sluoksniu, o Vebo veidrodis – iš lengvo berylio ir padengtas auksu. Nors Vebo teleskopas turi šešiskart didesnį šviesos surinkimo plotą, abu teleskopai pasižymi panašia raiška, nes Vebas kompensuoja infraraudonųjų bangų ilgio trūkumus didesniu veidrodžiu.

Šių dviejų observatorijų derinimas leidžia vienu metu tyrinėti dangaus objektus plačiame bangų spektre – nuo ultravioletinių iki vidutinės infraraudonosios šviesos. Tokia sinergija yra būtina norint išsamiai suprasti galaktikų evoliuciją, planetų atmosferas ar net gyvybės atsiradimo galimybes kitur visatoje.