Τεχνολογίες
Τι κάνει το τηλεσκόπιο James Webb και ποια είναι η πηγή ενέργειάς του; +
Με ένα kilowatt μπορεί κανείς να θερμάνει το φαγητό του χρησιμοποιώντας ένα φούρνο μικροκυμάτων – ή να τροφοδοτήσει το μεγαλύτερο και πιο τεχνολογικά εξελιγμένο τηλεσκόπιο που έχει κατασκευαστεί ποτέ!
Το τηλεσκόπιο James Webb θα είναι το μεγαλύτερο και ισχυρότερο τηλεσκόπιο που θα έχουμε στείλει στο διάστημα όταν επιτέλους εκτοξευτεί τον Οκτώβριο του 2021. Και λέμε “επιτέλους”, διότι, ενώ αρχικά είχε προγραμματιστεί να ολοκληρωθεί το 2007, τελικά μετά από σειρά αναβολών φαίνεται πως πλησιάζει η ώρα να τεθεί σε τροχιά φέτος.
To James Webb αποτελεί τον διάδοχο του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και θα συνεχίσει το έργο του κάνοντας χρήση νέων τεχνολογιών που έχουν αναπτυχθεί τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Αυτό το διαστημικό τηλεσκόπιο νέας γενιάς θα διαθέτει βελτιωμένη ανάλυση και σημαντικά μεγαλύτερη ευαισθησία σε σύγκριση με τον προκάτοχό του. Πιο συγκεκριμένα, θα επιτρέψει την ανίχνευση αντικειμένων που βρίσκονται πολύ μακριά για να τα ανιχνεύσει το Hubble καθώς θα “κοιτάει” σε μεγαλύτερα μήκη κύματος: κυρίως στο υπέρυθρο.
Λόγω της απορρόφησης του υπέρυθρου φωτός από την ατμόσφαιρα, είναι εξαιρετικά δύσκολο έως αδύνατο να μελετήσουμε αυτή τη περιοχή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τη Γη.
Αυτός είναι ο λόγος που το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb κατασκευάστηκε ευαίσθητο στο υπέρυθρο, επιτρέποντάς μας να μελετήσουμε εξαιρετικά μακρινά και αμυδρά αντικείμενα, όπως τους πρώτους γαλαξίες που δημιουργήθηκαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη ή πρωτοπλανήτες γύρω από νεαρά άστρα!
Οι κύριες αποστολές του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, λοιπόν, είναι οι εξής:
• Η αναζήτηση και μελέτη των πρώτων αστεριών και γαλαξιών που σχηματίστηκαν μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
• Η μελέτη του σχηματισμού και της εξέλιξης των γαλαξιών.
• Η κατανόηση του σχηματισμού των αστέρων και των πλανητικών συστημάτων.
• Η μελέτη των πλανητικών συστημάτων και της προέλευσης της ζωής.
Παρά την πληθώρα συστημάτων με την οποία είναι εξοπλισμένο, το James Webb έχει ελάχιστες ενεργειακές ανάγκες, αντίστοιχες με αυτές ενός φούρνου μικροκυμάτων. Θα αξιοποιεί το φως του Ήλιου για την τροφοδοσία του, χάρη στη σχετικά μικρή απόστασή του από αυτόν, γεγονός που καθιστά τα φωτοβολταϊκά πάνελ τη φθηνότερη και αποτελεσματικότερη λύση. Έτσι, κάνοντας χρήση πέντε ηλιακών πάνελ, το καθένα με μήκος έξι μέτρα, το James Webb θα πληροί τις ενεργειακές ανάγκες των οργάνων και των συστημάτων επικοινωνίας του.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι πραγματικά ένα απαράμιλλο επίτευγμα της σύγχρονης τεχνολογίας και όλοι μας αναμένουμε την εκτόξευσή του και τις θαυμάσιες φωτογραφίες που θα μας στείλει!
Πηγές:
https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope
https://www.nasa.gov/mission_pages/webb/main/index.html
Ένας ευθύς τρόπος να μετρήσουμε βαρυτική διαστολή του χρόνου είναι να συγκρίνουμε το φάσμα γνωστού μας στοιχείου όπως το παίρνουμε από ένα ουράνιο σώμα με το φάσμα από το εργαστήριο (πχ τη γραμμή του υδρογόνου ή του ηλίου). Θα περιμένουμε η γραμμή από το ουράνιο σώμα να είναι μετατοπισμενη προς το ερυθρό κατά ένα βαθμό της τάξης του ppm. Είναι μετρήσιμο αυτό με εξοπλισμό ενός πανεπιστημιακού εργαστηρίου αστροφυσικής; +++
Η μετατόπιση του φάσματος ενός ουράνιου σώματος προς μεγαλύτερα μήκη κύματος είναι γνωστή ως βαρυτική ερυθρομετατόπιση. Μετρήθηκε για πρώτη φορά ξεκάθαρα στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και αρχές του 1960 από τους Pound, Rebka και Snider (https://en.wikipedia.org/wiki/Pound%E2%80%93Rebka_experiment), αλλά με ελεγχόμενο πείραμα στη Γη, όχι από το φάσμα κάποιου άστρου.
Παρόμοιες μετρήσεις από ουράνια σώματα, και ιδιαίτερα τον Ήλιο, είχαν επιχειρηθεί σχεδόν αμέσως μετά τη δημοσίευση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας από τον Einstein (1915), αν και η θεωρητική πρόβλεψη του φαινομένου είχε γίνει από τον ίδιο ήδη από το 1911 μέσα από την Αρχή της Ισοδυναμίας. Όμως λόγω του πολύ μικρού μεγέθους του φαινομένου, καθώς και της ελλιπής γνώσης της φυσικής των αστέρων, τα πειράματα αυτά δεν οδήγησαν στην εξαγωγή κάποιων αποτελεσμάτων. Τελικά, χρειάστηκε να περιμένουμε μέχρι τη δεκαετία του 1960, για τις πρώτες ακριβείς παρατηρήσεις κυρίως μέσα από μεγάλα τηλεσκόπια στη Γη, αλλά και από διαστημόπλοια.
Η πρώτη ακριβής βαρυτική ερυθρομετατόπιση στο φάσμα του Ήλιου παρατηρήθηκε το 1962 από τον Brault χρησιμοποιώντας ένα φασματογράφο κενού, σε συνδυασμό με έναν φωτοηλεκτρικό ανιχνευτή (κάνοντας βέβαια όλες τις απαραίτητες διορθώσεις για ηλιακά φαινόμενα, λειτουργίας των οργάνων κτλ). Τα εξαρτήματα αυτά λογικά υπάρχουν σε διάφορα πανεπιστημιακά ιδρύματα (και πιο εξελιγμένα πλέον), οπότε ένα παρόμοιο πείραμα θα μπορούσε να επαναληφθεί.