Узнайте об инфракрасных телескопах, которые проложили путь к телескопу Уэбба НАСА.

Телескоп Уэбб открыл новое окно во Вселенную, но он опирается на миссии, начавшиеся 40 лет назад, включая Спитцер и инфракрасный астрономический спутник.

25 декабря НАСА отметит вторую годовщину запуска космического телескопа Джеймса Уэбба, крупнейшей и мощной космической обсерватории в истории. Четкость его изображений вдохновила мир, и ученые только начинают исследовать ту научную пользу, которую оно приносит.

Успех Уэбба основан на четырех десятилетиях космических телескопов, которые также обнаруживают инфракрасный свет (который невидим невооруженным глазом) — в частности, на работе двух вышедших из эксплуатации телескопов НАСА с большими юбилеями в прошлом году: в январе исполнилось 40 лет со дня запуска телескопа. Инфракрасный астрономический спутник (IRAS), а в августе исполнилось 20 лет со дня запуска космического телескопа «Спитцер».

Это наследие ясно видно на изображениях НАСА Ро Змееносца, одной из ближайших к Земле областей звездообразования. IRAS был первым инфракрасным телескопом, запущенным на околоземную орбиту над атмосферой, которая блокирует большую часть инфракрасных волн. Плотные облака газа и пыли Ро Змееносца блокируют видимый свет, но инфракрасное зрение IRAS сделало ее первой обсерваторией, способной проникнуть в эти слои и обнаружить новорожденные звезды, скрывающиеся глубоко внутри.

Двадцать лет спустя многочисленные инфракрасные детекторы Спитцера помогли астрономам определить более точный возраст многих звезд в этом регионе, предоставив представление о том, как молодые звезды развиваются во Вселенной. Более детальное инфракрасное изображение Уэбба показывает струи, вырывающиеся из молодых звезд, а также окружающие их диски материала, образующие будущие планетные системы.

Другой пример — устье Большой Рыбы, звезды, окруженной диском обломков, похожим на пояс астероидов. Сорок лет назад этот диск стал одним из ключевых открытий IRAS, поскольку он также убедительно свидетельствовал о существовании по крайней мере одной планеты в то время, когда еще не было обнаружено ни одной экзопланеты. Последующие наблюдения Спитцера показали, что диск состоит из двух частей — холодной внешней области и теплой внутренней области — и выявили дополнительные доказательства существования планет.

С тех пор ротовую полость большой рыбы изучали несколько других телескопов, в том числе космический телескоп НАСА «Хаббл», а в начале этого года изображения, сделанные Уэббом, дали ученым самое четкое представление о структуре диска. Оно выявило два невидимых кольца из камня и газа во внутреннем диске. Объединение работы поколений телескопов проливает свет на историю рта большой рыбы.

Инфракрасная астрономическая съемка Insight

Когда в 1983 году была запущена IRAS, ученые не были уверены, что именно покажет миссия. Они не смогли предсказать, что инфракрасное излучение в конечном итоге будет использоваться практически во всех областях астрономии, включая исследования эволюции галактик, жизненного цикла звезд, источника космической пыли, атмосфер экзопланет, движения астероидов и более. Околоземные объекты и даже природа одной из величайших космических загадок в истории — темной энергии.

IRAS проложила путь для создания возглавляемой Европой инфракрасной космической обсерватории (ISO) и космической обсерватории Гершеля; Спутник AKARI под руководством Японии; Wide Field Infrared Survey Explorer НАСА (WISE), обсерватория НАСА SOFIA (Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии), а также несколько обсерваторий на воздушных шарах.

«Инфракрасный свет необходим для понимания того, откуда мы пришли и как мы сюда попали, как в самых больших, так и в самых маленьких астрофизических масштабах», — сказал Майкл Вернер, астрофизик из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. Вернер, специализирующийся на инфракрасных наблюдениях, работал научным сотрудником на Спитцере. «Мы используем инфракрасный свет, чтобы оглянуться назад в пространстве и времени, чтобы помочь нам понять, как возникла современная Вселенная. Инфракрасный свет позволяет нам изучать формирование и эволюцию звезд и планет, что рассказывает нам об истории нашей Солнечной системы. ».

В Спитцер

Если IRAS является исследовательской миссией, то «Спитцер» предназначен для глубокого погружения в инфракрасный мир. Многие из планетарных целей Уэбба уже были изучены в первый год работы со Спитцером, который преследовал широкий спектр научных целей благодаря широкому полю зрения и относительно высокому разрешению. Во время своей 16-летней миссии «Спитцер» обнаружил новые чудеса от края Вселенной (включая некоторые из самых далеких галактик, когда-либо наблюдавшихся в то время) до нашей Солнечной системы (например, новое кольцо вокруг Сатурна). Исследователи также были удивлены, обнаружив, что телескоп является идеальным инструментом для изучения экзопланет (планет за пределами нашей солнечной системы), чего они не ожидали, когда он был построен.

«С любым телескопом вы не просто собираете данные ради их получения, вы задаете конкретный вопрос или серию вопросов», — говорит Шон Кэри, бывший директор Научного центра Спитцер в IPAC, специалиста по данным и исследовательский центр. Центр технологических наук Калифорнийского технологического института. «Вопросы, которые мы можем задать Уэббу, более сложны и разнообразны из-за знаний, которые мы получили с помощью таких телескопов, как Спитцер и IRAS».

Например, Кэри сказал: «Мы изучали экзопланеты с помощью Спитцера и Хаббла и выяснили, что можно делать с помощью инфракрасного телескопа в полевых условиях, какие типы планет наиболее интересны и что о них можно узнать. Поэтому, когда Уэбб После нашего запуска мы решили: «Мы с самого начала приступили к изучению экзопланет».

Уэбб также прокладывает путь для будущих инфракрасных миссий. Предстоящая миссия НАСА SPHEREx (Спектрофотометр для космической истории, эпохи реионизации и исследования льда), а также следующая флагманская обсерватория агентства, Римский космический телескоп Нэнси Грейс, продолжат исследовать Вселенную в инфракрасном диапазоне.