数週間前、最新の宇宙望遠鏡からの最初の 5 つの画像が公開されました。とりわけ、私たちは、約 7,600 光年離れた、私たちの故郷である天の川銀河の中で最大の星形成領域である、いわゆるカリーナ星雲の写真を見ました。
これまでに見たものをはるかに超える精細さで、NGC 3324 という不可解な名前を持つ壮大な星雲を再現しました。アマチュア天文学者だけでなく人気の背景画像前進が許される。
しかし、魅力的な写真を撮ることだけがジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (略して JWST) の仕事ではありません。そこで私たちは、専門家の間でウェッブとも呼ばれるウェッブが正確に何のためにあるのかという問題を調査したいと考えています。その使命は何ですか、そしてなぜそれがおそらく人類の最も重要な質問に答えることができるのでしょうか?しかし、まず最初に次のことを行います。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の名前の由来は何ですか?
OK、これだけは明らかです。どうやら、ジェームズ ウェッブ氏によるもののようです。しかし、それは誰ですか、それとも誰でしたか？ジェームズ・エドウィン・ウェッブ世界的に有名なハッブル宇宙望遠鏡に彼の名前を与えた彼の同名のエドウィン ハッブル (1889 ～ 1953 年) とは異なり、彼 (1906 ～ 1992 年) は天文学者ではありませんでした。彼は科学者ですらなかった。
ウェッブが野心的な JWST の名前の由来であるという事実は、宇宙研究にとって JWST が重要であるためです。 1961 年から 1968 年まで、彼はアメリカ航空宇宙局 (略称 NASA) の長官を務めました。
彼の任期中、とりわけ、初の月面有人着陸を目指すアポロ計画は大幅に前進した。しかし、ウェッブは常に政治的利益と科学の間のバランスを保っていました。だからこそ、NASA は彼を JWST と名付けて死後に敬意を表しました。
JWSTはもっと早く宇宙に打ち上げられるべきだった
James Webb は、JWST が考案される前の 1992 年に亡くなりました。 NASA、欧州宇宙機関 ESA、カナダ CSA の間の協力は、彼の死後 4 年後の 1996 年に始まったばかりです。
ただし、当時は JWST とさえ呼ばれていませんでした。次世代宇宙望遠鏡
。さらに、宇宙への打ち上げは当初2007年に行われる予定だったが、その後2014年に延期され、2021年12月25日にアリアンロケットの背部で150万キロの旅が行われることになった。ラグランジュ点 L2
行った。
ラグランジュ点とは何ですか?
ラグランジュ点またはリブレーション点がいくつかあります。 2 つの天体からなるシステムでは、相互の引力が互いに釣り合う、明確に識別された正確に 5 つの点が指定されています。 JWST の場合、この 2 つの天体は太陽と地球です。ラグランジュ点 L2 は、5 つのリブレーション点 (L1 ～ L5) の中で太陽から最も遠い点です。それは太陽とは反対側を向いた地球の側にあります。
ラグランジュ点は何に役立ちますか?JWST のようなオブジェクトをラグランジュ点に配置する利点は、位置を維持するのにほとんどエネルギーを必要としないことです。これは、JWST がほぼ単独でラグランジュ点に沿って移動することを意味します。
私たちの中心星が宇宙望遠鏡の日よけに輻射圧を及ぼすため、まだ少量の燃料を使用する必要があり、その輻射圧のバランスをとらなければなりません。しかし、それは非常に少ないので、供給は約10年間続くはずです。
その位置では、JWST は常に太陽の反対側を向いています。。実質的に太陽から離れて宇宙を見つめています。その理由は、長波で特に低エネルギーの赤外線スペクトルを測定する特に感度の高い機器にあります。
太陽は非常に熱く、赤外線天文学には暑すぎます。前述の日よけは、望遠鏡を熱放射からさらに保護することを目的としています。温度差は非常に大きく、太陽に面しているシールドの面は 85 度暖かく、太陽の反対側は -233 度冷たくなっています。それは私たちをテクノロジーに直接導きます。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡には何が入っているのでしょうか?
JWST にはこれらすべてが搭載されています
JWST は複雑なマシンであり、メイン ミラーに加えて、適切な動作を保証するために他のさまざまなデバイスや計器も搭載されています。
- 供給単位：これには、JWST がスムーズに動作するために必要なすべてが含まれています。たとえば、エネルギー供給は、太陽電池モジュールを使用して約 2,000 ワットの出力を生成します。望遠鏡の位置と向きを制御する姿勢制御、データと画像を地球に送信する通信システム、燃料タンクを含む駆動装置、温度調整もあります。
- サンシールド:これは望遠鏡や測定器からの熱放射を防ぐためです。サイズは 21 × 14 メートルで、断熱特性の異なる複数の層で構成されています。
- 光学：JWST の主鏡は直径がなんと 6.5 メートルあり、18 個の六角形のセグメントで構成されています。いわゆる二次または二次ミラーと三次ミラーもあります。それらは、捕捉された赤外線を測定機器に導く役割を果たします。
- ツール:JWSTには4つの測定器があります。NIRCam（近赤外線カメラ）は0.6から5マイクロメートル（100万分の1メートル）の波長範囲で物体を観測し、MIRI（中赤外線測定器）は5から5マイクロメートルまでの波長の中赤外線領域を観測します。 ～28、3ミクロンに注目。一方、NIRSpec (近赤外分光器) は、近赤外範囲を分光学的に検査します。 1 ～ 2.5 マイクロメートルの波長に特化した FGS-NIRSS (ファイン ガイダンス システム/近赤外イメージャーおよびスリットレス分光器) に特に注目しています。その目的は主に系外惑星の大気を調べることです。
分光法とは何ですか?
分光法には、波長などの特定の特性に従って放射線（可視光や赤外線など）を分離するためのいくつかの方法が含まれます。この分布をスペクトルと呼びます。たとえば、強度分布を使用して分子を検出したり、大気の組成を決定したりできます。
JWSTは何のためにあるのでしょうか？
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の使命は 1 つだけではありません。研究者は申請を提出して、さまざまなプロジェクトの実現に利用することができます。それにもかかわらず、すでに上で簡単に触れた明確な方向性があります。 JWST の主な焦点は赤外線天文学です。これは、特に長波で低エネルギーの赤外線放射に特化しており、カメラと分光器の両方で記録または検査できることを意味します。
技術的な機器のおかげで、主なタスクは特に遠くにあるオブジェクトの観察です。実際、JWST は、これまでのすべての望遠鏡よりもさらに奥深く、つまり宇宙の過去を見ることができます。研究者らは、いわゆる大爆発の直後の時代についての洞察を得たいと考えている。暗黒時代
、ビッグバン後約38万年まで続きました。およそ前最初の星は137億年前に形成された、ブラックホールと銀河。
宇宙では私たちだけでしょうか？
JWST のやるべきことリストの上位にあるのは、惑星の形成の研究です一般的な構造形成をより深く理解するために。系外惑星の観測もプログラムに含まれています。
多くの人にとって、これは最もエキサイティングなミッションです。なぜなら、高解像度の測定機器のおかげで、太陽系外惑星の大気を分析して、それによって本物の第二の地球を発見できるだけでなく、生命の痕跡を見つけるためにも使用できるからです。地球外生命体を発見する可能性はかつてないほど高まっています。これは、人類が直面する最も重要な問題の 1 つが、今後 10 年以内に答えられる可能性があることを意味します。宇宙では私たちだけでしょうか？
この質問に答えると、人類に対する見方が根本的に変わる可能性があります。 1543 年にニコラス・コペルニクス (1473 年から 1543 年) が述べた地動説の世界観の説明に匹敵します。それによると、太陽は地球の周りを回らず、その逆です。ここから導き出されるコペルニクスの原理では、人間は一般的に宇宙において優れた特別な地位を占めているわけではない、とも述べられています。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、地球外生命体を検出することで、これを特に印象的に証明することができます。
JWST には何が期待できますか?
絶対の確信を持って言えるのは、JWST が天文学にインスピレーションを与えるだろうということだけです。天文学の新たな黄金時代について語る人さえいます。たとえば、もう 1 つの重要な基礎は重力波天文学です。
もちろん、これはJWSTに重大な損害が発生していない場合に限ります。。今年6月には微小隕石による軽微な被害が発生した。これらは望遠鏡の性能に影響を与えるものの、NASAは依然としてミッション要件を超えているとしている。ちなみにJWSTは修理不可です。それには単純に遠すぎます。その耐用年数は、燃料の備蓄によっても制限されます。このプロジェクトは 5 ～ 10 年続くように設計されていますが、理想的な条件下では 20 年かかる場合もあります。
宇宙望遠鏡はなぜ興味深いのでしょうか?
宇宙望遠鏡の視界はほとんど遮るものがありません。宇宙の視界は、濃密な大気や光害によって遮られることはありません。したがって、それらは地上のものよりもはるかに優れていますが、簡単に修理したりアップグレードしたりすることはできません。すでに述べたように、JWST は手動で保守することはできません。
たとえば、JWST とハッブルの違いは何でしょうか?
ハッブル宇宙望遠鏡は 1990 年以来、素晴らしい画像を私たちに提供し続けています。最も有名な画像の 1 つは、いわゆる「創造の柱」を示しています。これは、7,000 光年離れたワシ星雲 (NGC 6611) の特に印象的な部分であり、私たちの故郷の銀河の星や星系のもう 1 つの発祥の地です。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が赤外線範囲に特化しているのとは対照的に、ハッブル宇宙望遠鏡は主に可視光線範囲で動作しますが、赤外線および紫外線範囲でも記録できます。ただし、解像度はさらに低くなります。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡についてどう思いますか?最初の写真を賞賛しましたか、それとも人類は居住可能な惑星、さらには隣人を探す前に、まず地球の問題を解決すべきだと思いますか?お気軽にコメント欄に書いてください！
