Teleskopi Hapësinor i NASA/ESA/CSA James Webb shpesh përmendet si pasardhësi i teleskopit hapësinor të NASA/ESA Hubble. Në fakt, ajo është pasardhëse e shumë më tepër. Me përfshirjen e Instrumentit Infra të Kuqe të Mesme (MIRI), Webb pati sukses edhe në teleskopët hapësinorë me rreze infra të kuqe si Observatori Hapësinor Infra të Kuq i ESA (ISO) dhe Teleskopi Hapësinor i NASA-s Spitzer.
Në intervalin infra të kuqe të mesme, universi është shumë i ndryshëm nga ai që jemi mësuar të shohim me sytë tanë. Duke u shtrirë nga 3 në 30 mikrometra, infra e kuqe e mesme zbulon objekte qiellore me temperatura midis 30 dhe 700º C. Në këtë modalitet, objektet që duken të errët në imazhet e dritës së dukshme tani shkëlqejnë me shkëlqim.
"Ky është një diapazon shumë interesant i gjatësisë valore për sa i përket kimisë që mund të bëhet dhe se si mund të kuptoni procesin e formimit të yjeve dhe çfarë ndodh në bërthamat e galaktikave," thotë Gillian Wright, hetuesja kryesore e konsorciumit evropian që zhvilloi instrument MIRI. - Pamjet tona të para reale të hapësirës me rreze infra të kuqe të mesme u morën me ISO, e cila funksionoi nga nëntori 1995 deri në tetor 1998. Duke mbërritur në orbitë në 2003, Spitzer bëri përparim të mëtejshëm në gjatësi vale të ngjashme. Zbulimet ISO dhe Spitzer kanë theksuar nevojën për aftësi me infra të kuqe të mesme me zona më të mëdha grumbullimi për ndjeshmëri më të mirë dhe rezolucion këndor për të adresuar shumë pyetje të rëndësishme në astronomi."
Jillian dhe të tjerët filluan të ëndërronin për një instrument që mund të shihte infra të kuqe me detaje të gjalla. Fatkeqësisht për ta, ESA dhe NASA panë gjatësitë e valëve më të shkurtra të infra të kuqes si objektivin kryesor të Webb. ESA udhëhoqi zhvillimin e një spektometri afër infra të kuqe të quajtur NIRSpec, ndërsa NASA synoi një imazher termik të quajtur NIRCam.
E pashqetësuar, kur ESA shpalli një thirrje për aplikime për të studiuar spektrometrin e saj afër infra të kuqe, Jillian dhe kolegët e saj panë një mundësi. “Unë drejtova një ekip që dërgoi një përgjigje mjaft të guximshme. Ai tha se ne do të studionim spektrografin afër infra të kuqe, por do të kishim gjithashtu një kanal shtesë që do të merrej me të gjitha këto studime shkencore me infra të kuqe të mesme. Dhe ne paraqitëm një rast shkencor se pse astronomia me infra të kuqe të mesme do të ishte fantastike në Webb,” thotë ajo.
Megjithëse ekipi i saj nuk e fitoi atë kontratë të veçantë, lëvizja e guximshme ndihmoi në ngritjen e profilit të astronomisë me infra të kuqe të mesme në Evropë dhe ajo vetë u ftua të përfaqësonte ato interesa shkencore në një studim tjetër të ESA-s që shqyrton kapacitetin e industrisë evropiane për të ndërtuar instrumente infra të kuqe. . Me mbështetjen e institucioneve akademike nga e gjithë Evropa, një pjesë e këtij hulumtimi iu kushtua instrumenteve në rrezen e mesme infra të kuqe.
Rezultatet ishin aq inkurajuese, siç ishin rezultatet e studimeve paralele të udhëhequra nga SHBA, sa interesimi për një pajisje të tillë u bë edhe më i madh. Pasi mblodhën një grup ndërkombëtar shkencëtarësh dhe inxhinierësh në Evropë të gatshëm dhe të aftë për të projektuar dhe ndërtuar instrumentin – dhe, më e rëndësishmja, për të mbledhur para për ta bërë këtë – Jillian dhe kolegët e saj inkurajuan dhe bindën gradualisht ESA dhe NASA që ta përfshinin atë në program Webb.
Zgjerimi i lidershipit evropian në këtë mënyrë pune në fushën e bashkëpunimit ndërkombëtar me SHBA-në, në misionin kryesor të NASA-s, ku kultura e prodhimit të instrumenteve është kaq e ndryshme, nuk ishte një recetë e garantuar suksesi. "Frika më e madhe ishte se ky kompleksitet do të ishte kërcënimi më i madh për instrumentin," thotë José Lorenzo Alvarez, menaxher i instrumentit MIRI në ESA. Por rreziku u shpërblye.
Përveç tërheqjes së fondeve të veta, konsorciumi mori një paralajmërim më shumë: instrumenti nuk duhet të ndikojë në temperaturat e funksionimit dhe optikën e Webb. Me fjalë të tjera, teleskopi do të mbetet i optimizuar për instrumentet afër infra të kuqe dhe MIRI do të marrë gjithçka që mund të marrë. Kjo do të kufizonte performancën e instrumentit përtej dhjetë mikrometrave, por për Jillian ishte një çmim i vogël për t'u paguar.
Një nga pengesat më të mëdha teknologjike ishte se MIRI duhej të operonte në një temperaturë më të ulët se instrumentet afër infra të kuqe. Kjo u realizua duke përdorur një mekanizëm krioftohës të ofruar nga Laboratori Jet Propulsion i NASA-s. Për të qenë i ndjeshëm ndaj valëve infra të kuqe të mesme, MIRI funksionon në një temperaturë prej rreth -267°C.
Kjo është më e ulët se temperatura mesatare e sipërfaqes së Plutonit prej rreth 40 Kelvin (-233°C). Rastësisht, kjo është temperatura në të cilën funksionojnë instrumentet e tjera dhe teleskopi. Të dyja temperaturat janë jashtëzakonisht të ulëta, por për shkak të këtij ndryshimi, nxehtësia nga teleskopi do të depërtonte akoma në MIRI pasi të lidhej me teleskopin nëse nuk do të ishin të izoluara termikisht nga njëri-tjetri.
Një sfidë tjetër ishte hapësira e kufizuar në dispozicion për instrumentin në teleskop. Kjo ishte edhe më e vështirë sepse MIRI supozohej të ishte efektivisht dy instrumente në një - një imazher dhe një spektrometër. Kjo kërkonte një punë të zgjuar të projektimit.
Edhe pasi instrumenti u kompletua dhe iu dorëzua NASA-s për integrim me pjesën tjetër të teleskopit, ekipi u përball me sfida edhe më të mëdha.
Teleskopi jashtëzakonisht kompleks mori më shumë kohë për t'u ndërtuar nga sa mund ta imagjinonte kushdo, që do të thotë se MIRI dhe instrumentet e tjerë do të duhet të qëndrojnë në Tokë për shumë më gjatë sesa ishte planifikuar fillimisht.
Më pas, në ditën e Krishtlindjes 2021, mjeti lëshues Ariane 5 i ESA-s dërgoi anijen në orbitë në një nisje të përsosur. Gjatë javëve dhe muajve në vijim, ekipet tokësore përgatitën teleskopin dhe instrumentet e tij dhe ia dorëzuan shkencëtarëve. Së bashku me instrumentet e tjera, MIRI tani po dërgon të dhëna që shkencëtarët vetëm i kanë ëndërruar.
Të dhënat MIRI u shfaqën gjerësisht në imazhet më të hershme të Webb-it, duke përfshirë "malet" dhe "luginat" e Mjegullnajës Carina, grupin ndërveprues të galaktikave Stefan Quintet dhe Mjegullnajën e Unazës Jugore. Imazhet e mëvonshme vazhduan të ngrinin shiritin si në aspektin e bukurisë ashtu edhe në atë shkencore. Megjithatë, për shkak se MIRI është një hap kaq i madh përpara nga çdo instrument i mëparshëm me infra të kuqe të mesme, shiriti po rritet gjithashtu për sa i përket aftësive të interpretimit të imazhit.
Por ky është thelbi i shkencës së avancuar dhe astronomët tashmë po nxitojnë të zhvillojnë modele kompjuterike më të detajuara që mund t'u tregojnë atyre më shumë për proceset e ndryshme fizike që shkaktojnë shfaqjen e të dhënave në intervalin infra të kuqe të mesme.
MIRI, së bashku me mjetet e tjera në Web, ka potencialin për të avancuar çdo fushë të astronomisë. Ky është lloji i shkencës transformuese që bëhet e mundur vetëm përmes një zgjerimi të konsiderueshëm të mundësive. Dhe është një dëshmi e shkëlqyer për punën ekipore dhe bashkëpunimin ndërkombëtar që shkoi në ndërtimin e teleskopit në përgjithësi, dhe MIRI-t në veçanti.
Ju mund ta ndihmoni Ukrainën të luftojë kundër pushtuesve rusë. Mënyra më e mirë për ta bërë këtë është të dhuroni fonde për Forcat e Armatosura të Ukrainës përmes Savelife ose përmes faqes zyrtare NBU.
Lexoni gjithashtu:
- Hubble vuri re një palë objekte Gerbig-Aro në konstelacionin e Orionit
- Teleskopi James Webb do të studiojë ekzoplanetet e banueshme