Kako je nastalo naše Osončje?
Kako je zgledalo vesolje, ko je bilo še zelo mlado?
Kakšni so planeti okoli drugih zvezd?
V zadnjih 25 letih je Hubble pomagal pri odgovorih na vsa ta in še mnoga druga vprašanja.
Kljub temu pa tudi najboljši teleskopi potrebujejo kolege...
... in tukaj se prične zgodba o vesoljskem teleskopu James Webb.
Epizoda 83: Kozmični dvojnik: Hubble sreča Jamesa Webba
Z nami je dr. J, znan tudi kot dr. Joe Liske.
Nasin in Esih Hubblov vesoljski teleskop, izstreljen leta 1990, je izjemno uspešen in ni ne le dosegel, ampak presegel vse svoje cilje.
Teleskop je mogoče najbolj znan po osupljivih slikah vesolja
—vendar njegovo delo obsega veliko več.
V zadnjih 25 letih se je Hubble izkazal za enega izmed najbolj uspešnih znanstvenih instrumentov, ki so jih kdajkoli izdelali.
Z njegove razgledne točke visoko nad Zemljino atmosfero je Hubble prišel do mnogih odkritij.
Med njegovimi dosežki je tudi točna meritev starosti vesolja.
Poleg tega je igral ključno vlogo pri odkritju, da se vesolje širi pospešeno.
Analiziral je eksoplanete, odkril supermasivne črne luknje in opazoval rast, trke in združevanje galaksij.
In to je le nekaj izmed njegovih dosežkov.
Hubble je bil prvi vesoljski teleskop, ki lahko opazuje tako v optičnem kot tudi v infrardečem delu spektra,
zato je postavil visok standard in prišel do odkritij, ki so povzročila preobrate na različnih področjih astrofizike.
Toda hkrati je z novimi odkritji odprl tudi precej novih vprašanj, kot je na primer pospešeno vesolje in kako izgleda oddaljeno vesolje.
Hubble je bil nedvomno briljanten, toda obstajajo deli vesolja, ki jih preprosto ne more videti.
Spoznajte Hubblovega bodočega kolega, vesoljski teleskop Jamesa Webba!
Ta izjemen teleskop je skupen projekt Nase, Evropske vesoljske agencije in Kanadske vesoljske agencije.
Infrardeči pogled Jamesa Webba v vesolje bo pokukal skozi zakrivajoči prah in pod njimi razkril delikatne strukture področij nastajanja novih zvezd,
analiziral svetlobo prvih galaksij in zvezd, ki so bile rojene, ko je bilo vesolje še vedno mlado, in seveda veliko, veliko več.
Lahko bomo spremljali evolucijo strukture s kozmičnim časom na mnogo bolj fundamentalen način.
S kartiranjem bomo na primer videli efekt gravitacijskega lečenja, te tanke loke okoli jat, ki nam povejo, kako masivne so jate, s fantastičnimi detajli.
Lahko bomo, upajmo, omejili naravo temne snovi.
Popolnoma bo spremenil predstave o tem, kaj lahko naredimo in kaj lahko izmerimo.
Kaj so torej razlike med Hubblom in Jamesom Webbom?
V prvi vrsti je Jamess Webb neverjetno velik za vesoljski teleskop.
Medtem ko je že 2,4-metrsko Hubblovo zrcalo precej veliko, je pravi pritlikavec v primerjavi s 6,5-metrskim zrcalom Jamesa Webba.
James Webb ima tako veliko večje možnosti za detekcijo šibke svetlobe prvih galaksij.
Naslednja razlika je v tem, da je bil Hubble izdelan tako, da ga lahko na vsake toliko časa obiščejo astronavti in ga servisirajo
ter zamenjajo instrumente in pokvarjene dele.
To pri Jamesu Webbu ne bo mogoče. Ko bo enkrat izstreljen, se bo moral znajti sam.
Osupljivo dejstvo je, da je bil Hubblov vesoljski teleskop narejen tako, da ga bodo lahko servisirali,
tako da je do sedaj preko 5 odprav z vesoljskim čolničkom nadgrajevalo teleskop, nazadnje leta 2009 — imel sem srečo, da sem bil na tej misiji —
in tako smo vstavili nove instrumente v Hubbla, nove sončne celice, nove računalnike, nove ploščice spomina, vse, kar teleskop potrebuje za dolgo življenje.
Mislim, da Hubbla časa še dolga življenjska doba, ker ima vesolje za nas še veliko ugank.
Prepričan sem, da mogoče največje odkritje Hubbla šele prihaja.
Razlog za drugačen dizajn je, da bo James Webb opazoval v drugačni svetlobi v primerjavi s Hubblom.
Medtem ko Hubble lahko vidi ultravijolično, vidno in nekaj infrardeče svetlobe, je James Webb specializiran za infrardečo,
in to pomeni, da mora biti hladen teleskop — zelo hladen teleskop.
Pravzaprav bo James Webb moral delovati pri okoli minus 230 stopinj Celzija — le okoli 40 stopinj nad absolutno ničlo.
Razlog je v tem, da topli objekti oddajajo infrardeče toplotno sevanje.
Če torej hočete, da bo vaš infrardeči teleskop izjemno občutljiv, da morate ohladiti na zelo nizke temperature.
V nasprotnem primeru bo preprosto oslepil samega sebe z lastnim toplotnim sevanjem.
Ker mora delovati pri neverjetno nizkih temperaturah, James Webb ne more biti zgrajen na enak način, kot Hubble.
Bolj natančno, zaščiten mora biti z ogromnim sončnim ščitom, da lahko ostane hladen.
Teleskop in sončni ščit sta tako velika, da se bo James Webb moral odpreti šele, ko bo izstreljen.
To je velik inženirski zalogaj, ker mora biti vse zgrajeno na sobni temperaturi,
toda še vedno mora delovati pravilno, ko je ohlajen —kar spremeni velikosti njegovih notranjih komponent.
Že proces ohlajanja na 40 K ni enostaven.
James Webb ima velik sončnik, zato bo vse v senci,
toda še vedno je veliko strojne opreme, ki jo moramo oviti v več plasti odej, in to so kriogene odeje, kar pomeni, da so izdelane posebej, posebej prilagojene
in zelo težko jih je namestiti, zato pri tem res opustimo vse ideje o servisiranju, kakršno je možno pri Hubblu.
Ohranjanje Jamesa Webba hladnega je še ena velika razlika med njim in Hubblom.
Medtem ko Hubble obkroži Zemljo na višini okoli 500 kilometrov,
ima James Webb zelo drugačno pot —ne v orbiti Zemlje — ki ga bo držala milijon in pol kilometrov stran od Zemlje.
In astronomi imajo še dodaten razlog za veselje —
ko bodo v orbito izstrelili Jamesa Weba, bo Hubble še vedno aktiven.
Nekaj časa bodo torej astronomi lahko uporabljali oba teleskopa za raziskovanje vesolja.
Kdo ve, kaj vse bodo odkrili?
Za Hubblecast: dr. J. Tokrat nas je inženirstvo presenetilo preko naše najbolj divje domišljije.
Hubblecast ustvarjajo ESA/Hubble na Evropskem južnem observatoriju v Nemčiji.
Hubblova misija je projekt mednarodnega sodeovanja med Naso in Evropsko vesoljsko agencijo.