07 ოქტომბერი 2024 - 09:00

„ჯეიმს უები“: უნიკალური ტელესკოპი, რომელმაც სამყაროზე წარმოდგენა შეცვალა

მართალია, კოსმოსური ტელესკოპი „ჯეიმს უები“ მხოლოდ ორი წლის წინ შეუდგა მუშაობას, მაგრამ უკვე შეცვალა ასტრონომების წარმოდგენა სამყაროს დაბადებასა და მის განვითარებაზე. ინოვაციური ტელესკოპი NASA-მ 2021 წლის ბოლოს გაუშვა ორბიტაზე, 2022 წლის ივლისში კი, პირველი სამეცნიერო შედეგები შეაჯამა, რომელთაც კიდევ ერთხელ დაადასტურეს „ჯეიმს უების“ უნიკალურობა. 

კოსმოსური ტელესკოპების ფუნქცია

დედამიწაზე განლაგებული ტელესკოპებისგან განსხვავებით კოსმოსური ანალოგები მნიშვნელოვან უპირატესობას ფლობენ, რადგან დედამიწის ატმოსფერო, განსაკუთრებით მისი შემადგენელი წყლის ორთქლი კოსმოსიდან წამოსული გამოსხივების დიდ ნაწილს შთანთქავს, რაც სერიოზულად ართულებს შორეული სამყაროების შესწავლას, მაშინ, როცა დედამიწის ატმოსფერო თავისი ხარვეზებითა და ღრუბლიანობით, ხმაურებითა და ვიბრაციებით აბსოლუტურად არ აფერხებს კოსმოსური ტელესკოპის მუშაობას. მაგალითად, ატმოსფერული ხარვეზების გავლენისგან თავისუფალი ავტომატური ობსერვატორიის „ჰაბლის“ გარჩევადობის უნარი 7-10-ჯერ აღემატება დედამიწაზე განლაგებული ტელესკოპების შესაძლებლობებს, ამიტომ გასაკვირი არაა, რომ შორეული ნისლეულებისა (მტვრის, გაზისა და პლაზმისგან წარმოქმნილი ვარსკვლავთაშორისი ღრუბლების) და გალაქტიკების ფოტოების უმრავლესობა, რომელთა დანახვა შეუძლებელია შეუიარაღებელი თვალით, სწორედ „ჰაბლის“ წყალობით იქნა მიღებული.

15-წლიანი მუშაობის შედეგად ტელესკოპმა 22 ათასი ციური ობიექტის 1 მილიონზე მეტი ფოტო გადაიღო, რომელთა შორის მრავლადაა ნისლეულები, გალაქტიკები და პლანეტები. სწორედ „ჰაბლის“ დახმარებით დაამტკიცეს ასტრონომებმა, რომ ჩვენი გალაქტიკის მნათობებთან ახლოს დიდი ხანია მიმდინარეობს პლანეტების ფორმირების პროცესი. თუმცა, 1990 წელს ორბიტაზე გაშვებულმა „ჰაბლმა“ საკუთარი შესაძლებლობები ამოწურა, რამაც მეცნიერებს მასზე სრულყოფილი ტელესკოპის შექმნა აიძულა, მით უფრო, რომ ბოლო ათწლეულებში საგრძნობლად გაფართოვდა ტექნოლოგიური შესაძლებლობები და აბსოლუტურად რეალური გახდა ახალი, ბევრად პროგრესული მოწყობილობის გამოგონება, რომელიც ასტრონომებს სამყაროს საიდუმლოებების ამოცნობაში დაეხმარება. 

25-წლიანი მუშაობა და 10 მილიარდი დოლარი

მეცნიერები და ინჟინრები ამერიკის, კანადისა და ევროპის კოსმოსური ცენტრებიდან მთელი 25 წელი მუშაობდნენ აპარატის შექმნაზე, რომლის ბიუჯეტმა 10 მილიარდი დოლარი შეადგინა. მართალია, თავიდან მოწყობილობას „ახალი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი“ ერქვა, მაგრამ მოგვიანებით NASA-ს (აერონავტიკისა და კოსმოსური სივრცის კვლევის ამერიკული ეროვნული სამმართველოს) მეორე ხელმძღვანელის ჯეიმს უების პატივსაცემად ეწოდა სახელი, რომელიც უწყებას 1961-1968 წლებში ედგა სათავეში. სწორედ უები აკონტროლებდა ამერიკის პირველ პილოტირებულ გაშვებებს კოსმოსში, მისივე ხელშეწყობით განხორციელდა „აპოლონის“ პროექტი, რომლის მიზანს ადამიანის მთვარეზე გადასხმა წარმოადგენდა. 

მართალია, უახლესი ტექნოლოგიებით აღჭურვილმა „ჯეიმს უებმა“ მეცნიერთა უმაღლესი შეფასება დაიმსახურა, მაგრამ მაინც მრავალგზის გადაიდო მისი ორბიტაზე გაშვება, რისი მიზეზი ერთი მხრივ, უამინდობა და კორონავირუსის პანდემია, მეორე მხრივ კი, სწორედ თანამედროვე მოწყობილობების სიმრავლე და მუდმივად მწყობრიდან გამოსვლა აღმოჩნდა. კოსმოსში „ჯეიმს უები“ 2021 წლის 25 დეკემბერს „გაემგზავრა“ ფრანგული გვიანას კოსმოსური ცენტრიდან რაკეტა-მატარებლით Ariane 5-ით, თუმცა დანიშნულების ადგილს - ლაგრანჟის წერტილს მხოლოდ 2022 წლის 24 იანვარს მიაღწია და სამუშაო პოზიციის მოძიებისთანავე შეუდგა საქმიანობას.  

„ჯეიმს უების“ ტექნიკური მახასიათებლები

„ჯეიმს უების“ კოსმოსური ტელესკოპი (James Webb Space Telescope, JWST) ანუ ორბიტალური ინფრაწითელი ობსერვატორია - უმსხვილესი ტელესკოპია კაცობრიობის ისტორიაში, რომელიც ყველაზე დიდი - 6,5 მეტრის დიამეტრის სეგმენტური სარკითაა აღჭურვილი, თუმცა ლიდერობას მაინც „გერშილის“ ტელესკოპი ინარჩუნებს ყველაზე დიდი მონოკრისტალური სარკით, რომლის დიამეტრი 3,5 მეტრს შეადგენს.  

კომპანიების Northrop Grumman Corporation-ისა (ელექტრონიკის, საინფორმაციო და ავიაკოსმოსური ტექნოლოგიების მწარმოებელი ამერიკული სამხედრო-სამრეწველო კომპანიის) და Ball Aerospace & Technologies Corp-ის (თავდაცვისა და კომერციული მოხმარებისთვის კოსმოსური აპარატების, სისტემებისა და აგრეგატების მწარმოებელი კომპანიის) კონსტრუქტორებმა თავიდანვე არასტანდარტული ტელესკოპის პროექტი შეიმუშავეს, რომელიც არა მთლიანი, არამედ დასაკეცი სეგმენტებისგან აწყობილი სარკით აღიჭურვებოდა და მხოლოდ ორბიტაზე გაიხსნებოდა, რადგან შეუძლებელი აღმოჩნდა მთლიანი სარკის რაკეტა-მატარებლებში Ariane 5-ში მოთავსება.

„ჯეიმს უების“ სეგმენტური სარკე მოოქროვილი ბერილიუმისგან დამზადებული 18 ექვსკუთხა ფრაგმენტისგან შედგება, თითოეულის ზომა კიდიდან კიდემდე 1,32 მეტრს, ერთიან სარკეში შეკრულის დიამეტრი კი - 6,5 მეტრს შეადგენს, რაც „ჰაბლის“ ტელესკოპთან შედარებით თითქმის 6-ჯერ მეტ ფართობზე უზრუნველყოფს სინათლის შეგროვებას. ამასთანავე, წინამორბედისგან განსხვავებით, რომელიც დაკვირვებას მხოლოდ ახლო ულტრაიისფერ, ხილულ და ახლო ინფრაწითელ სპექტრში ახორციელებდა, „ჯეიმს უების“ ტელესკოპს ბევრად დაბალი სიხშირის დიაპაზონში - გრძელტალღოვანი ხილული სინათლიდან საშუალო ინფრაწითელ სპექტრამდე შეუძლია დაკვირვება, ანუ მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებული ინფრაწითელი გარჩევადობისა და მგრძნობელობის წყალობით ისეთი სუსტი სინათლის მქონე შორეულ ან ძველ ობიექტებს - სამყაროს პირველად გალაქტიკებსა და ვარსკვლავებს ხედავს, რომელთა აღქმა წარმოუდგენელია „ჰაბლის“ ტელესკოპისთვის.  

„ჯეიმს უები“ 5-ფენიანი თერმული ეკრანით - ერთგვარი ფარითაა დაცული, რომელსაც ფრანის ფორმა, ჩოგბურთის კორტის გაბარიტები აქვს და არა მხოლოდ მზით, დედამიწითა და მთვარით გახურებისგან იცავს, არამედ 50 K-ზე (კელვინი - თერმოდინამიკური ტემპერატურის საზომი ერთეული) ანუ −223 °C ნიშნულის ქვევითაც უნარჩუნებს სარკეს ოპტიმალურ ტემპერატურას, რაც ტელესკოპს სითბოს ნებისმიერი სხვა წყაროთი გამოწვეული ხარვეზების მიუხედავად აძლევს მუშაობისა და სუსტი სიგნალების დაკვირვების საშუალებას ინფრაწითელი გამოსხივების დიაპაზონში. 

ტელესკოპის შესაძლებლობები

გარკვეულ ტემპერატურამდე გახურებული ნებისმიერი სხეული - მყარიც და თხევადიც ინფრაწითელ სპექტრში ასხივებს ენერგიას. ამასთანავე, სხეულის მიერ გამოსხივებული ტალღების სიგრძე მისი გახურების ტემპერატურაზეა დამოკიდებული, რადგან რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე და მაღალია გამოსხივების ინტენსივობა. 

„ჯეიმს უების“ მთავარ მისიას დიდი აფეთქების შემდეგ წარმოქმნილი კოსმოსური ობიექტების - პირველადი ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების სითბური გამოსხივების აღმოჩენა და შესწავლა წარმოადგენს, რაც უაღრესად რთულია, რადგან  მნიშვნელოვანი ცვლილებები განიცადა მილიონობით და მილიარდობით წლის მანძილზე მოძრავმა სინათლემ, ვარსკვლავთა ხილული გამოსხივება კი, მტვრის ღრუბელმა შთანთქა.   

არანაკლებ რთულია მცირე და „გაფერმკრთალებული“ ეგზოპლანეტების მოძიებაც, რადგან პლანეტების უმეტესობის საშუალო ტემპერატურა იშვიათად აღემატება 0 °C, პირიქით, ზოგჯერ  -100 °C აღწევს, თუმცა, „ჯეიმს უების“ ბორტზე მოთავსებული მოწყობილობა იმ ეგზოპლანეტების იდენტიფიცირების საშუალებასაც იძლევა, რომელთა ზედაპირის ტემპერატურა 300 K-ს შეადგენს. 

ტელესკოპს მზის „მეზობელი“ ათეულობით ვარსკვლავის გარშემო არსებულ პლანეტებზე შეუძლია დაკვირვება. მეტიც, „ჯეიმს უები“ არა მხოლოდ პლანეტებს, არამედ მათ თანამგზავრებსაც ხედავს, რაც ეგზოპლანეტების შესწავლის საქმეში ერთგვარ რევოლუციადაც განიხილება ასტრონომების მიერ, რომლებიც არც მზის სისტემაში გამორიცხავენ ახალ და მნიშვნელოვან აღმოჩენებს, მით უფრო, რომ ტელესკოპის მგრძნობიარე მოწყობილობას მზის სისტემაში არსებული იმ ობიექტების აღმოჩენა და შესწავლა შეუძლია, რომელთა ტემპერატურა -170 °C აღწევს.  

როგორც ცნობილია, დიდი აფეთქების შემდეგ, რომელიც დაახლოებით 13,7 მილიარდი წლის წინ მოხდა, სამყარომ სერიოზული ევოლუცია განიცადა, „ჯეიმს უები“ კი, სწორედ იმ პერიოდში მიმდინარე პროცესების გამოკვლევის და საიდუმლოებების ამოხსნის საშუალებას იძლევა, როცა სამყარო ჯერ მხოლოდ 100 მილიონი წლის იყო. მეცნიერები დარწმუნებული არიან, რომ ტელესკოპის მიერ მოპოვებული ვიზუალური ინფორმაცია მნიშვნელოვნად შეცვლის წარმოდგენას სამყაროს წყობასა და მის აგებულებაზე. 

„ჯეიმს უების“ უნიკალური ფოტოები

მართლაც არაჩვეულებრივი გამოფენის მოწყობა შეიძლება „ჯეიმს უების“ ფანტასტიკური ფოტოებით, რომელთაც არ სილამაზით, არც ასახული ობიექტების უნიკალურობით არ გააჩნიათ ანალოგი. 

* გემის ხერხემლის ნისლეული 
გემის ხერხემლის ნისლეულის NGC 3324-ის რეგიონის ფოტოს წყალობით, რომელიც მეცნიერებმა 2022 წლის ივლისის თვეში მიიღეს, კაცობრიობამ პირველად ნახა გალაქტიკის ის ნაწილი, სადაც ახალი ვარსკვლავების ფორმირება ხდება. მართალია,  ფოტოზე ასახული „პეიზაჟი“ ძალიან ჰგავს მთებს ღამის ცის ფონზე, მაგრამ სინამდვილეში, ეს აირისებური ღრუს კიდეა NGC 3324 რეგიონში, რომელიც ახალი ვარსკვლავებისგან წარმოქმნილი ძლიერი ულტრაიისფერი გამოსხივებისა და ვარსკვლავური ქარების წყალობით გამოეყო ნისლეულის დანარჩენ ნაწილს.

* სტეფანის კვინტეტი 
ივლისის თვის კიდევ ერთ აღმოჩენად იქცა სტეფანის კვინტეტი - ხუთი გალაქტიკისგან შემდგარი ჯგუფი პეგასის თანავარსკვლავედში. ტელესკოპმა მანამდე უცნობი დეტალები - ახლად დაბადებული ვარსკვლავების ნათება და ახალგაზრდა ვარსკვლავების ჯგუფური კაშკაში ასახა, რასაც რამდენიმე გალაქტიკიდან გრავიტაციული ურთიერთქმედებით გამოსროლილი გაზის, მტვრისა და ვარსკვლავების კუდები დაემატა გალაქტიკების შეჯახებით წარმოქმნილი უზარმაზარი დარტყმითი ტალღების ფონზე.  

* სამხრეთის რგოლის ნისლეული (NGC 3132) 
პლანეტარული ნისლეული „სამხრეთის რგოლი“ დედამიწიდან დაახლოებით 2,5 ათასი სინათლის წელიწადის მანძილზე მდებარეობს. მკრთალი ვარსკვლავი, რომელიც ფოტოზე ცენტრშია ასახული, ათასწლეულების მანძილზე ასხივებდა გაზისა და მტვრის რგოლებს, ტელესკოპმა კი, პირველმა აჩვენა, რომ ის თავადაც მტვრითაა დაფარული.

* გალაქტიკების ჯგუფი (SMACS 0723) 
სამყაროს ყველაზე ღრმა და ნათელი ინფრაწითელი გამოსახულება, რომელიც სწორედ „ჯეიმს უების“ წყალობით მიიღეს მეცნიერებმა, ამერიკის პრეზიდენტმა ჯო ბაიდენმა საზოგადოებას 2022 წლის 11 ივლისს წარუდგინა თეთრ სახლში გამართულ პრეზენტაციაზე. ტელესკოპმა ზუსტად იმ სახით დააფიქსირა გალაქტიკების მასიური დაჯგუფება მფრინავი თევზის თანავარსკვლავედში, როგორიც ის 4,6 მილიარდი წლის წინ იყო, როცა დედამიწა საერთოდ არ არსებობდა. 

* „ურმის ბორბალი“ 
„ურმის ბორბლის“ გალაქტიკა დედამიწიდან 500 მილიონი სინათლის წელიწადის მანძილზე მდებარეობს და ორი რგოლით გამოირჩევა, რომელთა წყალობით მნიშვნელოვნად განსხვავდება სხვა სპირალური გალაქტიკებისგან, ირმის ნახტომის ჩათვლით. მართალია, თავიდან „ურმის ბორბალიც“ სპირალური იყო, მაგრამ დაახლოებით 200 მილიონი წლის წინ, როცა სხვა გალაქტიკასთან შეჯახების შედეგად ძლიერი დარტყმის ტალღამ გადაუარა, მაღლა ამოიწია გაზმა, მტვერმა და შეიქმნა დამატებითი ვარსკვლავთწარმომქმნელი რეგიონები, რომელთაც თავის მხრივ, რგოლების ფორმირებას შეუწყვეს ხელი.

* იუპიტერი 
2022 წლის აგვისტოში „ჯეიმს უებმა“ დედამიწელები იუპიტერის დეტალიზირებული ფოტოებით გაახარა, სადაც ჩრდილოეთის ნათება დედამიწასთან შედარებით ათასჯერ უფრო ძლიერი, თეთრი ლაქებით გამოსახული ქარი კი, იმდენად მასშტაბური აღმოჩნდა, რომ მეცნიერების მტკიცებით, ერთიანად გაანადგურებდა მთელ დედამიწას. 

* სპირალური გალაქტიკა М74 
წარმატებით დაიპყრო  „ჯეიმს უებმა“ სპირალური გალაქტიკა თევზების თანავარსკვლავედშიც, რომელიც დედამიწიდან 32 მილიონი სინათლის წელიწადის მანძილზე მდებარეობს. მეცნიერებმა მის ფორმას „გრანდიოზული“ უწოდეს, რადგან სხვა არაერთგვაროვანი გალაქტიკისგან განსხვავებით, М74-ს მკაფიოდ გამოხატული სპირალური სტრუქტურა აქვს. აღსანიშნავია, რომ ტელესკოპმა არა მხოლოდ სპირალი, არამედ გაზისა და მტვრის თხელი ძაფებიც აღბეჭდა ცენტრში მოთავსებული ბირთვული ვარსკვლავური გროვის გარშემო.

სხვა თემები