NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından çekilen ilk görüntüleri 12 Temmuz 2022’de yayınlaması planlanıyor. Şimdiye kadar yapılmış en büyük uzay teleskobu Webb, yardımcı olacak bilimsel verileri toplamaya başladığında astronomide bir sonraki dönemin başlangıcını işaretleyecekler. Evrenin en erken anlarıyla ilgili soruları yanıtlayın ve gökbilimcilerin ötegezegenleri her zamankinden daha ayrıntılı olarak incelemesine izin verin. Ancak bu en değerli teleskopların prime time için hazır olduğundan emin olmak için yaklaşık sekiz aylık seyahat, kurulum, test ve kalibrasyon yapıldı. Arizona Üniversitesi’nde gökbilimci ve Webb’in dört kamerasından birinden sorumlu bilim adamı olan Marcia Rieke, kendisinin ve meslektaşlarının bu teleskopu çalışır duruma getirmek için neler yaptığını açıklıyor.
1. Teleskop fırlatıldığından beri ne oldu?
James Webb Uzay Teleskobu’nun 25 Aralık 2021’de başarılı bir şekilde piyasaya sürülmesinden sonra ekip, teleskopu son yörünge konumuna getirme, teleskopu açma ve – her şey soğudukça – kameraları ve sensörleri kalibre etme uzun sürecine başladı.
Fırlatma, bir roket fırlatmasının gidebileceği kadar sorunsuz geçti. NASA’daki meslektaşlarımın ilk fark ettiği şeylerden biri, teleskopun, yörüngesinde gelecekte ayarlamalar yapmak için tahmin edilenden daha fazla yakıt kalmasıydı. Bu, Webb’in misyonun ilk 10 yıllık hedefinden çok daha uzun süre çalışmasına izin verecek.
Webb’in yörüngedeki son konumuna bir ay süren yolculuğu sırasındaki ilk görev, teleskopu açmaktı. Bu , teleskopu soğutmaya yardımcı olan güneş kalkanının beyaz eklemli açılmasıyla başlayarak, aynaların hizalanması ve sensörlerin açılmasıyla başlayarak herhangi bir aksama olmadan ilerledi .
Güneş kalkanı açıldıktan sonra, ekibimiz gemideki dört kamera ve spektrometrenin sıcaklıklarını izlemeye başladı ve cihazların çalışabileceği 17 farklı modun her birini test etmeye başlayabilmemiz için yeterince düşük sıcaklıklara ulaşmalarını bekledi .
2. İlk önce neyi test ettiniz?
Webb’deki kameralar tam da mühendislerin tahmin ettiği gibi soğudu ve ekibin açtığı ilk cihaz Yakın Kızılötesi Kamera – veya NIRCam oldu. NIRCam, evrendeki en eski yıldızlar veya galaksiler tarafından üretilen zayıf kızılötesi ışığı incelemek için tasarlanmıştır . Ancak bunu yapmadan önce NIRCam, Webb’in aynasının 18 ayrı parçasını hizalamaya yardım etmek zorundaydı.
NIRCam eksi 280 F’ye soğuduğunda, Webb’in ayna parçalarından yansıyan ışığı tespit etmeye ve teleskopun ilk görüntülerini üretmeye yetecek kadar soğuktu. İlk ışık görüntüsü geldiğinde NIRCam ekibi kendinden geçmişti. Biz işin içindeydik!
Bu görüntüler, ayna parçalarının hepsinin gökyüzünün nispeten küçük bir alanını işaret ettiğini ve hizalamanın planladığımız en kötü durum senaryolarından çok daha iyi olduğunu gösterdi.
Webb’in Hassas Yönlendirme Sensörü de bu sırada devreye girdi. Bu sensör, teleskobun bir hedefe sabit bir şekilde bakmasına yardımcı olur – tüketici dijital kameralarındaki görüntü sabitlemeye çok benzer. Yıldız HD84800’ü referans noktası olarak kullanan NIRCam ekibindeki meslektaşlarım, başarılı bir görev için gereken minimumdan çok daha iyi , neredeyse mükemmel olana kadar ayna bölümlerinin hizalanmasında yardımcı oldular .
3. Daha sonra hangi sensörler canlandı?
Ayna hizalaması 11 Mart’ta tamamlanırken, Yakın Kızılötesi Spektrograf – NIRSpec – ve Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf – NIRISS – soğutmayı bitirdi ve partiye katıldı.
NIRSpec, bir hedeften gelen farklı dalga boylarındaki ışığın gücünü ölçmek için tasarlanmıştır . Bu bilgi, uzak yıldızların ve galaksilerin bileşimini ve sıcaklığını ortaya çıkarabilir. NIRSpec bunu, diğer ışığı dışarıda tutan bir yarıktan hedef nesnesine bakarak yapar.
NIRSpec, aynı anda 100 nesneye bakmasına izin veren birden çok yarığa sahiptir . Ekip üyeleri, çoklu hedef modunu test ederek, yarıkların açılıp kapanmasını emrederek başladı ve yarıkların komutlara doğru tepki verdiğini doğruladılar. Gelecekteki adımlar, yarıkların tam olarak nereye işaret ettiğini ölçecek ve aynı anda birden fazla hedefin gözlemlenebileceğini kontrol edecek .
NIRISS, ışığı farklı dalga boylarına da bölen yarıksız bir spektrograftır, ancak yalnızca yarıklardaki nesneleri değil, bir alandaki tüm nesneleri gözlemlemede daha iyidir . Özellikle ana yıldızlarına yakın olan ötegezegenleri incelemek için özel olarak tasarlanmış ikisi de dahil olmak üzere birkaç modu vardır.
Şimdiye kadar, cihaz kontrolleri ve kalibrasyonları sorunsuz ilerliyor ve sonuçlar, hem NIRSpec hem de NIRISS’in, mühendislerin piyasaya sürülmeden önce tahmin ettiğinden daha iyi veriler sunacağını gösteriyor.
4. Açılan en son enstrüman neydi?
Webb’de başlatılacak son araç, Orta Kızılötesi Enstrüman veya MIRI idi. MIRI, uzak veya yeni oluşan galaksilerin yanı sıra asteroitler gibi soluk, küçük nesnelerin fotoğraflarını çekmek için tasarlanmıştır. Bu sensör, Webb cihazlarının en uzun dalga boylarını algılar ve eksi 449 F’de tutulmalıdır – mutlak sıfırın sadece 11 derece F üzerinde. Daha sıcak olsaydı, dedektörler uzaydaki ilginç nesneleri değil, yalnızca cihazın kendisinden gelen ısıyı alırdı . MIRI’nin kendi soğutma sistemi vardır ve bu sistem , cihaz açılmadan önce tam olarak çalışır hale gelmesi için fazladan zamana ihtiyaç duyar.
Radyo astronomları, Hubble gibi insan gözünün görebildiğine benzer dalga boylarını yakalayan teleskoplar tarafından tamamen tozla gizlenmiş ve tespit edilemeyen galaksiler olduğuna dair ipuçları buldular . Aşırı soğuk sıcaklıklar, MIRI’nin tozdan daha kolay geçebilen orta kızılötesi aralığında ışığa karşı inanılmaz derecede hassas olmasını sağlar. Bu hassasiyet Webb’in büyük aynası ile birleştiğinde, MIRI’nin bu toz bulutlarına nüfuz etmesine ve bu tür galaksilerdeki yıldızları ve yapıları ilk kez ortaya çıkarmasına olanak tanıyor.
5. Webb için sırada ne var?
15 Haziran 2022 itibariyle Webb’in tüm enstrümanları açık ve ilk görüntülerini almış durumda. Ek olarak, dört görüntüleme modu, üç zaman serisi modu ve üç spektroskopik mod test edildi ve onaylandı, yalnızca üç tane kaldı.
12 Temmuz’da NASA, Webb’in yeteneklerini gösteren bir dizi teaser gözlemi yayınlamayı planlıyor. Bunlar, Webb görüntülerinin güzelliğini gösterecek ve ayrıca astronomlara alacakları verinin kalitesi hakkında gerçek bir tat verecektir.
12 Temmuz’dan sonra James Webb Uzay Teleskobu , bilim görevi için tam zamanlı olarak çalışmaya başlayacak. Gelecek yılın ayrıntılı programı henüz açıklanmadı, ancak dünyanın dört bir yanındaki gökbilimciler, şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskopundan ilk verileri almak için sabırsızlanıyorlar.
Bu makale Arizona Üniversitesi Regents Astronomi Profesörü Marcia Rieke’yi içeriyor . Creative Commons lisansı altında The Conversation’dan yeniden yayınlanmıştır . Orijinal makaleyi okuyun .