Apakah yang boleh dilakukan oleh Teleskop Angkasa James Webb?

Seorang saintis berdiri di hadapan Teleskop Angkasa James Webb semasa ujian

Ketahui cara Teleskop Angkasa Hubble dan Teleskop Angkasa James Webb baharu membandingkan

Teleskop Angkasa James Webb (JWST) dirancang untuk dilancarkan oleh NASA pada 22 Disember 2021.

Ia sering dirujuk sebagai 'pengganti' kepada Teleskop Angkasa Hubble, yang dilancarkan pada tahun 1990. Tetapi sejauh manakah persamaannya?



Ketahui cara Teleskop Angkasa James Webb dan Teleskop Angkasa Hubble dibandingkan dengan ahli astronomi dari Balai Cerap Diraja Greenwich.

Pelancaran Teleskop Angkasa James Webb

Tarikh pelancaran semasa: 22 Disember 2021

jarak bumi ke bulan dalam meter

Jangkaan masa pelancaran: 12.20 tengah hari GMT (7.20 pagi EST)

Lokasi pelancaran: Pelabuhan Angkasa Eropah , Guiana Perancis

Lancarkan strim langsung: tersedia tidak lama lagi

Apakah jenis cahaya yang dilihat oleh teleskop?

Hubble

JWST

Kelihatan dan ultraviolet

Tumpuan utama Hubble adalah pada cahaya yang boleh dilihat dan ultraviolet. Instrumennya boleh melihat sebahagian kecil spektrum inframerah dari 0.8 hingga 2.5 mikron, tetapi tidak setakat yang James Webb boleh. Sebaliknya ia memfokuskan keupayaan ultraungu uniknya (0.1 hingga 0.4 mikron) pada kerja yang tidak boleh dilakukan dari tanah dan instrumen cahayanya yang boleh dilihat (0.4 hingga 0.8 mikron) pada menghasilkan imej resolusi tinggi yang paling kita kenali.

Merah dan inframerah

JWST telah direka bentuk untuk memfokus pada bahagian inframerah spektrum daripada 0.6 (lampu merah) kepada 28 mikron (inframerah). Ini bermakna ia tidak akan dapat melihat dalam cahaya ultraungu seperti Hubble, tetapi akan dapat memfokus pada objek terang inframerah seperti galaksi yang sangat jauh

Cahaya bergerak dalam julat frekuensi sepanjang spektrum elektromagnet. Mata kita telah berkembang untuk mengesan jalur spektrum yang dikenali sebagai 'cahaya kelihatan', yang tidak mengejutkan memandangkan atmosfera kita menghalang banyak panjang gelombang yang lain.

Walau bagaimanapun, terdapat banyak lagi bentuk cahaya yang tidak dapat kita lihat, baik di dalam mahupun di luar atmosfera kita.

Spektrum elektromagnet NASA.

Cahaya inframerah mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang dan boleh melalui objek di angkasa yang disekat oleh cahaya yang boleh dilihat, seperti gas dan habuk. Inilah sebabnya mengapa imej yang diambil menggunakan teleskop yang mengesan frekuensi inframerah boleh memilih objek di luar awan ini dan kelihatan lebih jelas daripada yang diambil menggunakan teleskop lain.

sebelah kiri bot
Perbandingan pemandangan Gunung Mystic NASA/ESA/M. Pasukan Ulang Tahun ke-20 Livio & Hubble

Perbandingan pemandangan Mystic Mountain ( NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team)

Jadi adakah Teleskop Angkasa James Webb menggantikan Teleskop Angkasa Hubble?

Oleh kerana JWST tidak meliputi jenis cahaya yang sama seperti yang Hubble mampu, ia tidak benar-benar 'menggantikan' keupayaan yang sama yang dimiliki oleh Hubble.

Walau bagaimanapun, walaupun kita akan kehilangan keupayaan untuk melihat dalam cahaya ultraungu dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh Hubble, dengan mengembangkan julat panjang gelombang kepada cahaya inframerah, JWST akan menyediakan akses kepada sebahagian daripada spektrum yang tidak pernah dimiliki oleh Hubble.

Seberapa besar Teleskop Angkasa Hubble dan James Webb?

Hubble

James Webb

Hubble adalah 13.2 meter (43.5 kaki) panjang dan diameter maksimumnya ialah 4.2 meter (14 kaki) Ia adalah kira-kira saiz trak besar.

Bukaan Hubble (bahagian yang mampu menerima cahaya) adalah 2.4 meter lebar

Pelindung matahari JWST adalah kira-kira 22 meter kali 12 meter (69.5 kaki x 46.5 kaki). Ia kira-kira separuh besar daripada pesawat 737. Perisai matahari adalah kira-kira saiz gelanggang tenis.

Apertur JWST ialah 6.5 meter lebar

JWST akan mempunyai pelindung matahari yang luas digunakan untuk membantu memastikan teleskop sejuk. Ini penting untuk semua teleskop angkasa tetapi benar terutamanya untuk teleskop inframerah seperti JWST kerana objek 'panas' memancarkan banyak cahaya inframerah.

Jika teleskop itu sendiri tidak disimpan sejuk, maka teleskop itu berisiko membutakan dirinya kepada cahaya mana-mana objek yang cuba diperhatikan.

Gelanggang tenis

Penambahbaikan utama di sini ialah apertur teleskop.

Ini secara berkesan adalah saiz lubang di hujung teleskop, atau, dalam kes teleskop seperti ini, saiz cermin yang digunakan untuk mengumpul cahaya. Ia adalah setara dengan anak mata di tengah mata kita, 'lubang' gelap yang membenarkan cahaya masuk.

Semakin besar apertur, semakin banyak cahaya yang boleh dikumpul oleh teleskop sekali gus dan semakin samar objek dapat dilihat.

Hubble, dengan apertur 2.4 meter, boleh melihat objek sekurang-kurangnya 60,000 kali lebih samar daripada mata manusia (yang kemudiannya dipanjangkan dengan menggunakan kamera untuk mengambil gambar pendedahan yang lama).

Dengan cermin hampir tiga kali lebih lebar, JWST akan dapat melihat objek hampir sembilan kali lebih samar daripada Hubble, membolehkan kita mengintip lebih jauh ke angkasa lepas.

Penjaga ScorpioAcara Kursus Astronomi di Balai Cerap Diraja Temui rangkaian kursus astronomi kami yang sesuai untuk pelbagai individu dan pengalaman Cari kursus Pameran Astronomi Pameran Jurugambar Terbaik Lihat fotografi angkasa lepas terhebat di dunia di Muzium Maritim Negara Lawati sekarang Balai Cerap Diraja Tarikan Lawati rumah Greenwich Mean Time (GMT), Meridian Perdana dunia dan satu-satunya Planetarium London Lawati sekarang

Berapakah jarak antara teleskop dan Bumi?

Hubble

JWST

Teleskop Angkasa Hubble mengorbit mengelilingi Bumi pada ketinggian ~570km

JWST sebenarnya tidak akan mengorbit Bumi. Sebaliknya ia akan terletak di titik Earth-Sun L2 Lagrange. Titik ini adalah sekitar 1.5 juta kilometer lebih jauh dari Matahari berbanding Bumi

bilakah ekuinoks musim luruh

Teleskop berasaskan angkasa mempunyai kelebihan yang besar berbanding yang berasaskan darat. Dengan berada di atas atmosfera mereka tidak perlu mengintai melalui udara yang beralih untuk melihat ke dalam angkasa, memberikan mereka pandangan yang lebih jelas daripada yang boleh dicapai oleh kebanyakan teleskop berasaskan darat. Mereka juga tidak terjejas oleh cuaca, yang boleh menjadi masalah besar bagi ahli astronomi.

Walau bagaimanapun, berada di angkasa menjadikan membetulkan perkara yang salah menjadi lebih sukar. Hubble terkenal mempunyai kecacatan kecil pada cerminnya semasa pelancaran yang memerlukan misi ke angkasa untuk diperbaiki.

JWST tidak akan mempunyai penyelamatan sedemikian. Pada 1.5 juta kilometer jauhnya, jauh lebih jauh daripada mana-mana manusia pernah mengembara, jika berlaku masalah, ia tidak akan dapat menuju ke angkasa lepas dan membaikinya.

Ia diletakkan di tempat yang begitu terpencil atas beberapa sebab. Ia memastikan teleskop jauh daripada sinaran pantulan Bumi, salah satu daripada banyak pilihan yang direka untuk memastikan teleskop yang sangat sensitif ini sejuk. Ia juga akan berada di tempat di mana graviti Matahari dan Bumi bekerjasama, menjadikannya lebih mudah untuk mengekalkan satelit di tempatnya.

Sejauh manakah JWST dapat melihat kebelakangan ini?

Semakin jauh sesuatu objek, semakin jauh ke belakang masa yang kita cari. Ini kerana masa yang diperlukan cahaya untuk bergerak dari objek kepada kita.

Dengan cermin JWST yang lebih besar, ia akan dapat melihat hampir sepanjang perjalanan kembali ke permulaan Alam Semesta, sekitar 13.7 bilion tahun yang lalu.

Dengan keupayaannya untuk melihat Alam Semesta dalam cahaya inframerah panjang gelombang yang lebih panjang, JWST akan mampu melihat beberapa galaksi paling jauh di Alam Semesta kita, pastinya dengan lebih mudah berbanding paparan cahaya boleh dilihat/ultraungu Hubble.

Ini kerana cahaya dari objek jauh diregangkan oleh pengembangan Alam Semesta kita - kesan yang dikenali sebagai anjakan merah - menolak cahaya keluar dari julat yang boleh dilihat dan ke dalam inframerah.

Mengapa JWST telah ditangguhkan begitu lama?

Projek angkasa selalu mengambil masa lebih lama daripada jangkaan, tetapi JWST lebih malang daripada kebanyakan.

celah waktu subuh

Ia pada asalnya dirancang untuk dilancarkan pada 2007, tetapi reka bentuk semula yang besar, peningkatan kos dan kelewatan menyebabkan ia ditarik balik ke sekitar 2018. Walau bagaimanapun, tempoh ujian dari 2016 dan seterusnya juga mengalami kelewatan yang lama, dan kelewatan selanjutnya diberikan oleh pandemik global 2020.

Pelancaran telah dijadualkan semula pada 18 Disember 2021, tetapi tarikh ini ditarik balik kepada tidak lebih awal daripada 22 Disember berikutan 'insiden' semasa persiapan pelancaran. NASA berkata dalam satu kenyataan bahawa ia akan menyiasat isu itu dan mengesahkan tarikh pelancaran baharu.

Insiden itu berlaku semasa operasi di kemudahan penyediaan satelit di Kourou, Guiana Perancis, yang dilakukan di bawah tanggungjawab keseluruhan Arianespace. Juruteknik sedang bersedia untuk memasang Webb pada penyesuai kenderaan pelancaran, yang digunakan untuk menyepadukan balai cerap dengan peringkat atas roket Ariane 5. Pelepasan jalur pengapit secara tiba-tiba dan tidak dirancang – yang mengikat Webb pada penyesuai kenderaan pelancaran – menyebabkan getaran di seluruh balai cerap.

kenyataan NASA

Kelewatan kecil mungkin dijangkakan jika cuaca pada hari pelancaran tidak sesuai, tetapi saintis berharap bahawa, menjelang akhir tahun, JWST akan berada di orbit di atas Bumi menunggu untuk dipindahkan ke tempat berehat terakhirnya di L2 dan permulaan. era baru dalam astronomi.

kedai Balai Cerap Diraja Greenwich Menerangi Set Panduan Astronomi 2 dari £18.00 Harga Istimewa. Jimat £1.98 apabila anda membeli dua tajuk astronomi yang boleh diakses daripada panduan siri Royal Observatory Greenwich Illuminates baharu bersama-sama... Beli sekarang kedai Planisphere & 2022 Panduan Set Buku Langit Malam £18.00 Teman yang sempurna untuk malam mengamati bintang. Tersedia pada harga istimewa £18.00 apabila dibeli bersama. Planisphere ialah alat praktikal yang mudah digunakan membantu mana-mana ahli astronomi mengenal pasti buruj dan bintang untuk setiap hari dalam setahun... Beli sekarang kedai Teleskop Sky-Watcher Skyhawk-114 £179.00 Teleskop pilihan ideal untuk ahli astronomi pemula hingga pertengahan yang ingin mengembangkan pengalaman memerhati langit mereka... Beli sekarang