Джон Мазер руководит научным направлением James Webb Space Telescope более 25 лет. Он заявляет: этот инструмент в 100 раз мощнее телескопа Hubble и способен увидеть первые звезды во Вселенной . Преемник Hubble будет работать в инфракрасном диапазоне, что позволит заглянуть сквозь пылевые облака и зафиксировать свет самых далеких галактик .
🛠 Техническое превосходство и риски миссии 9:05
James Webb Space Telescope значительно превосходит Hubble по своим возможностям из-за разницы в рабочих диапазонах волн. Hubble проводит наблюдения в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном свете. Новый аппарат работает в диапазоне от красного видимого света до 28 микрон в среднем инфракрасном диапазоне .
Особенности конструкции и размещения:
- Зеркало диаметром 6,5 метра состоит из 18 золотых шестиугольников.
- Материал зеркал — ультралегкий бериллий, покрытый тонким слоем золота для лучшего отражения ИК-лучей .
- Солнцезащитный экран размером с теннисный корт состоит из пяти слоев металлизированного пластика .
- Аппарат разместится в точке Лагранжа L2 на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли .
В отличие от Hubble, James Webb Space Telescope невозможно отремонтировать в космосе . Натали Баталья подчеркивает: удаленность от Земли делает миссию рискованной, так как любая поломка инструментов станет фатальной. Срок службы ограничен запасом топлива для коррекции орбиты и составляет от 10 до 20 лет .
🪐 Атмосферы экзопланет и поиск жизни 20:38
Натали Баталья фокусирует свои исследования на изучении химического состава атмосфер далеких миров. Если миссия Kepler занималась поиском планет и определением их численности, то James Webb Space Telescope переходит к этапу качественного анализа . Инструменты телескопа позволяют разложить свет звезды, проходящий сквозь атмосферу планеты, в спектр для поиска химических «отпечатков» .
Приоритеты исследований в области экзопланет:
- Изучение планет размером от 1,5 до 2,5 радиусов Земли — самого распространенного типа в галактике, отсутствующего в нашей системе .
- Поиск вторичных атмосфер, которые образуются в результате дегазации горных пород .
- Определение доли каменистых планет, способных удерживать атмосферу при близости к своей звезде .
Хотя телескоп не создавали специально для поиска биосигнатур, он может обнаружить метан, углекислый газ и воду . Натали Баталья отмечает: понимание того, как формируются атмосферы, поможет оценить пригодность этих миров для жизни. Дочь исследовательницы возглавляет одну из крупнейших программ первого цикла наблюдений по изучению разнообразия планет этого типа .
🌌 Проблема расширения Вселенной и «Хаббловское напряжение» 30:12
Адам Рисс использует новый телескоп для решения фундаментального кризиса в космологии — расхождения в измерениях скорости расширения Вселенной. Данные о реликтовом излучении предсказывают скорость расширения (постоянную Хаббла) на уровне 67 км/с на мегапарсек . Однако локальные измерения с помощью сверхновых дают значение около 73 км/с на мегапарсек .
Этот разрыв называют «Хаббловским напряжением». Он указывает на возможные ошибки в стандартной модели Вселенной:
- Сложная природа темной энергии или темной материи .
- Наличие неизвестных релятивистских частиц, например, четвертого типа нейтрино .
- Необходимость модификации общей теории относительности Эйнштейна на больших масштабах .
Инфракрасное зрение James Webb Space Telescope поможет устранить помехи от космической пыли, которые искажали измерения яркости звезд-индикаторов . Адам Рисс сравнивает звезды в далеких галактиках со светлячками в облаке: новый телескоп позволит четко разделить их и измерить расстояние с беспрецедентной точностью .
🧪 Астрохимия: лед и колыбели звезд 42:22
Эвина ван Дисхук исследует процессы формирования звезд и планет внутри плотных газопылевых облаков. Обычные оптические телескопы не могут заглянуть внутрь этих облаков из-за поглощения света пылью . Инфракрасное излучение свободно проходит сквозь дымку, открывая вид на протопланетные диски .
Ключевые цели спектроскопических исследований:
- Поиск воды и льда. Ученые хотят понять, была ли вода на Земле изначально или ее принесли кометы из внешних областей системы .
- Анализ органики. Изучение линий метана, ацетилена и цианистого водорода в зонах формирования планет .
- Связь состава диска с атмосферой. Сравнение химии молодых дисков с атмосферами уже сформированных планет .
Эвина ван Дисхук подчеркивает важность синергии с наземным телескопом ALMA. В то время как ALMA видит холодные внешние регионы дисков, James Webb Space Telescope сфокусируется на внутренних теплых зонах, где рождаются планеты земного типа . Первые данные программ раннего релиза станут доступны научному сообществу уже в июне 2022 года .
💰 Экономика и философия большой науки 1:13:32
Стоимость проекта James Webb Space Telescope составляет около 10 миллиардов долларов. Брайан Грин поднимает вопрос о целесообразности таких трат из бюджета. Участники дискуссии приводят аргументы в пользу инвестиций в фундаментальные исследования.
Аргументы ученых:
- Технологический прогресс. Исследования Эйнштейна по гравитации привели к созданию GPS, хотя он не преследовал прикладных целей .
- Образовательный эффект. Подобные миссии вдохновляют детей изучать естественные науки, что критически важно для инновационной экономики .
- Демонстрация возможностей. Успешная постройка столь сложного устройства доказывает способность человечества решать задачи на грани невозможного .
Джон Мазер добавляет: человечество впервые за всю историю обладает технологиями для прямого поиска жизни у других звезд. Проектирование следующей миссии, способной заблокировать свет звезды и увидеть тусклую планету напрямую, уже идет . Адам Рисс отмечает, что в 2026 году планируется запуск Nancy Grace Roman Space Telescope, который будет иметь в 100 раз большее поле зрения, чем Hubble .
