Mantan Arzamas-16 (sekarang Sarov), tempat lahirnya bom atom pertama dan juga Pusat Nuklir Federal Federasi Rusia terkejut lagi: ilmuwan Sarov menciptakan superteleskop sinar-X untuk mencari peradaban luar angkasa ART-XC. Ini akan menjadi bagian dari Observatorium Astrofisika Internasional "Spectrum-X-ray-Gamma". Observatorium ini mencakup dua teleskop sekaligus. Selain produk ilmuwan Sarov, observatorium ini juga menyertakan teleskop dari Jerman dengan optik eRosita oblique-incidence.

Observatorium astrofisika internasional "Spectrum-X-ray-Gamma" seharusnya mengudara pada 2013. Tetapi kesulitan teknis menghalangi: masalah kendaraan peluncuran telah diselesaikan untuk waktu yang lama. Akibatnya, mereka menolak untuk membantu Ukraina. Es akhirnya pecah. Observatorium sedang bersiap untuk diluncurkan ke luar angkasa.

Megaproyek abad ke-21

“Ilmuwan Rusia mulai mendiskusikan proyek Spektr-RG dengan mitra asing pada Maret 2005,” kata Doctor of Technical Sciences, Profesor Igor Ostretsov. - Observatorium memperoleh bentuk akhirnya pada musim gugur 2008, pada saat yang sama posisi peralatan akhirnya dipilih - pada titik Lagrange L2 dari sistem Matahari-Bumi dan instrumentasi - dua teleskop sinar-X - telah diperbaiki. Kemudian Perjanjian ditandatangani antara Roskosmos dan badan kedirgantaraan Jerman DLR. Basis observatorium akan menjadi platform Navigator, yang dikembangkan di NPO yang dinamai Lavochkin.”

“Pada megaproyek abad ke-21 ini, tidak hanya para ilmuwan dari Institut Penelitian Fisika Eksperimental Seluruh-Rusia dari Sarov yang bekerja, tetapi juga karyawan Institut Penelitian Luar Angkasa dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, NPO dinamai S.A. Lavochkin (Khimki), serta ilmuwan (sudah disebutkan) dari Institut Max Planck (Garsching), Institut Astrofisika (Potsdam), - kata Wakil Direktur Institut Penelitian Luar Angkasa dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Doktor Fisika dan Ilmu Matematika Mikhail Pavlinskiy. - "Spektr-X-ray-Gamma" untuk pertama kalinya akan membuat survei lengkap seluruh langit dengan sensitivitas rekor, resolusi sudut dan energi dalam kisaran energi yang keras. Sekitar 3 juta inti baru galaksi aktif dan hingga 100.000 gugus galaksi baru akan ditemukan. Observatorium akan dapat mendaftarkan semua kelompok besar galaksi yang ada di Alam Semesta.”

Observatorium tersebut rencananya akan dibawa ke titik Lagrange L2 di sistem Matahari-Bumi pada jarak 1,5 juta kilometer dari Bumi. Tanggal peluncuran optimal untuk pesawat ruang angkasa adalah 25 September 2017. Penerbangan ke titik Lagrange akan memakan waktu 100 hari. Program kerja observatorium dirancang selama 7 tahun, di mana 4 tahun pertama akan diambil oleh survei seluruh langit. Sisa 3 tahun direncanakan untuk pengamatan selektif di langit.

Observatorium ini dimaksudkan untuk diluncurkan ke luar angkasa menggunakan kendaraan peluncur Proton yang berat. Tetapi opsi lain juga sedang dipertimbangkan.

Teknologi subnano

“Proyek ini menyediakan pembuatan observatorium sinar-X astrofisika orbital dengan rentang energi yang diperluas menuju energi keras,” kata Doctor of Technical Sciences Dmitry Litvin. - Selama siklus kerja tujuh tahun, peta sumber sinar-X akan dibuat. Pada saat yang sama, beberapa ribu sumber ekstragalaksi diperkirakan akan ditemukan. Studi x-ray terperinci dari objek galaksi dan ekstragalaksi akan dilakukan. Akibatnya, ekspansi signifikan data eksperimental tentang evolusi Semesta diharapkan, khususnya, pada masalah materi "gelap" yang dibahas secara luas.

Optik pemfokusan cermin dengan tingkat resolusi sudut yang diperlukan dalam rentang spektral yang sedemikian keras sedang dibuat di Rusia untuk pertama kalinya. Di dunia, hanya NASA yang memiliki teknologi seperti itu. Untuk memastikan reflektifitas yang diperlukan, permukaan harus praktis ideal, karena ukuran kekasaran mikro yang diizinkan tidak boleh melebihi ukuran atom. Tidak perlu lagi berbicara tentang nano, tetapi tentang teknologi subnano.

Omong-omong, pada tahap awal, negosiasi diadakan untuk perwakilan yang lebih luas dalam proyek dengan Badan Antariksa Eropa, serta Pusat Penelitian Luar Angkasa Inggris. Dan direncanakan untuk memasang monitor sinar-X semua langit untuk memperbaiki tampilan sumber intens secara real time, serta spektrometer sinar-X resolusi ultra-tinggi. Karena berbagai alasan, sejumlah perangkat tidak disertakan dalam proyek. Teleskop cermin sinar-X Jerman eROSITA akan digunakan dalam rentang spektral 0,5−10 keV. Energi foton yang relatif rendah memfasilitasi pembuatan optik cermin dan memungkinkan penggunaan spektrometer silikon yang dikembangkan dengan baik. Dengan demikian, resolusi sudut yang tinggi dapat diharapkan dengan efisiensi deteksi dan resolusi spektral yang memadai. Teleskop akan memperluas dan menyempurnakan data pengamatan dari proyek-proyek sebelumnya.

Teleskop cermin sinar-X Rusia ART-XC dirancang untuk energi foton 6–30 keV. Menguasai jangkauan spektral yang lebih sulit dari teleskop Rusia memperumit produksi optik dan bagian perekaman, tetapi sangat menarik karena sejumlah alasan: peningkatan daya tembus, kemampuan untuk mengamati wilayah ruang yang jauh dan melihat ke dalam sistem yang sangat menyerap. korespondensi dengan spektrum emisi daerah terpanas Semesta.

2 miliar planet

“Selain pencarian “energi gelap,” Spektr-RG akan mempelajari neutron dan supernova, ledakan sinar gamma,” Profesor Igor Ostretsov melanjutkan percakapan kami. - Data yang diperoleh akan membantu para ilmuwan dalam mempelajari energi "gelap" yang misterius. Dengan pemahaman tentang sifat dari fenomena ini, akan mungkin untuk membuktikan keberadaan dimensi kelima: dunia yang akrab berisi tiga dimensi spasial dan satu dimensi temporal.

Analisis sinar-X terkonsentrasi akan memberi para ilmuwan informasi tentang proses fisik dan geometri sumbernya, yang dapat berupa bintang aktif koronal, biner sinar-X, katai putih, sisa-sisa supernova.

“Bentuk kehidupan dapat eksis di dalam lubang hitam, termasuk dalam bentuk peradaban yang sangat maju, yang karena berbagai alasan, tidak ingin mengungkapkan lokasi mereka kepada “saudara seiman” mereka, kata seorang karyawan Institut Penelitian Nuklir dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Vyacheslav Dokuchaev. - Tapi masalahnya adalah apa yang disebut cakrawala peristiwa - wilayah utama lubang hitam, tempat waktu dan ruang bergabung bersama - tidak memungkinkan pendeteksian bentuk kehidupan ini.
Menurut astrofisikawan, Bima Sakti mungkin berisi sekitar dua miliar planet. Penilaian ini dibuat berdasarkan analisis data yang dikumpulkan oleh teleskop Kepler.”

Revolusi ketiga

Dan hari ini para ilmuwan berbicara tentang revolusi ketiga dalam astronomi dan astrofisika. Zaman antariksa membawa revolusi kedua dalam astronomi dan astrofisika setelah yang pertama, penemuan teleskop optik oleh Galileo Galilei pada abad ke-16. Ilmuwan dari Sarov menyiapkan revolusi ketiga.

Perhatikan bahwa pekerjaan pembuatan superteleskop dimulai tiga kali, dan tiga kali teknologi tidak memungkinkan untuk bergerak maju. Dan hanya di Institut Penelitian Fisika Eksperimental Seluruh Rusia di Sarov teknologi ini dikuasai. Observatorium yang mengorbit akan menghasilkan survei lengkap seluruh langit dengan sensitivitas rekor, resolusi sudut dan energi. Salah satu instrumen utama yang akan digunakan untuk menyelesaikan tugas ilmiah yang ditetapkan untuk Spektr RG adalah teleskop yang mampu mengisolasi dan menganalisis sinyal sinar-X yang lemah dari radiasi latar belakang yang tinggi. Untuk mencapai tujuan ini, konsentrator sinar-X unik dikembangkan, yang didasarkan pada optik polikapiler, ditemukan oleh Profesor M. Kumakhov di Institut Optik Sinar-X.
Baik teleskop sinar-X maupun cermin sinar-X berbeda karena memungkinkan Anda melihat Semesta secara transparan, dan ini memungkinkan untuk menjelajahinya dengan cara yang benar-benar baru. Teleskop akan membantu mengeksplorasi fisika baru dan fenomena fisik baru kosmos. Sensitivitas teleskop dari Pusat Nuklir Federal akan melebihi semua teleskop sinar-X yang ada sebanyak 10 kali lipat.

Kedua teleskop - baik Rusia dan Jerman - saat ini berada di toko perakitan NPO Lavochkin di Khimki. Mereka menunggu docking dengan satelit dimulai. Sesuai dengan Program Luar Angkasa Federal, peluncuran pesawat ruang angkasa direncanakan untuk 2013, kemudian setahun kemudian ... Ada harapan bahwa peluncuran akan dilakukan pada September 2017. Hari ini direncanakan bahwa observatorium ruang angkasa Spektr-RG mungkin akan diluncurkan ke orbit di Proton-M dengan tahap atas DM-3.

Bagaimana teleskop ditemukan?

Teleskop pertama muncul pada awal abad ke-17: beberapa penemu secara bersamaan menemukan spyglasses. Tabung-tabung ini didasarkan pada sifat-sifat lensa cembung (atau disebut juga cermin cekung), bertindak sebagai lensa di dalam tabung: lensa mengumpulkan sinar cahaya menjadi fokus, dan gambar yang diperbesar diperoleh, yang dapat dilihat melalui lensa mata yang terletak di ujung tabung yang lain. Tanggal penting untuk teleskop adalah 7 Januari 1610; kemudian orang Italia Galileo Galilei pertama kali mengarahkan teleskop ke langit - dan begitulah cara dia mengubahnya menjadi teleskop. Teleskop Galileo cukup kecil, panjangnya hanya satu meter, dan diameter lensanya 53 mm. Sejak itu, ukuran teleskop terus bertambah. Teleskop yang benar-benar besar yang terletak di observatorium mulai dibangun pada abad ke-20. Teleskop optik terbesar saat ini adalah Grand Canary Telescope, di sebuah observatorium di Kepulauan Canary, dengan diameter lensa sebanyak 10 m.

Apakah semua teleskop sama?

Tidak. Jenis utama teleskop adalah optik, mereka menggunakan lensa, atau cermin cekung atau serangkaian cermin, atau cermin dan lensa bersama-sama. Semua teleskop ini bekerja dengan cahaya tampak - yaitu, mereka melihat planet, bintang dan galaksi dengan cara yang sama seperti mata manusia yang sangat tajam akan melihat mereka. Semua benda di dunia memiliki radiasi, dan cahaya tampak hanyalah sebagian kecil dari spektrum radiasi ini. Melihat ruang hanya melalui itu bahkan lebih buruk daripada melihat dunia di sekitar dalam warna hitam dan putih; jadi kita kehilangan banyak informasi. Oleh karena itu, ada teleskop yang bekerja dengan prinsip lain: misalnya, teleskop radio yang menangkap gelombang radio, atau teleskop yang menangkap sinar gamma - digunakan untuk mengamati objek terpanas di luar angkasa. Ada juga teleskop ultraviolet dan inframerah, yang sangat cocok untuk mendeteksi planet-planet baru di luar tata surya: dalam cahaya tampak dari bintang-bintang terang, mustahil untuk melihat planet-planet kecil yang mengorbitnya, tetapi dalam cahaya ultraviolet dan inframerah ini jauh lebih mudah untuk dilihat. melakukan.

Mengapa kita membutuhkan teleskop sama sekali?

Pertanyaan bagus! Seharusnya menanyakannya lebih awal. Kami mengirim kendaraan ke luar angkasa dan bahkan ke planet lain, mengumpulkan informasi tentang mereka, tetapi sebagian besar astronomi adalah ilmu yang unik, karena mempelajari objek yang tidak memiliki akses langsung. Teleskop adalah alat terbaik untuk mendapatkan informasi tentang luar angkasa. Dia melihat gelombang yang tidak dapat diakses oleh mata manusia, detail terkecil, dan juga mencatat pengamatannya - kemudian dengan bantuan catatan ini Anda dapat melihat perubahan di langit.

Berkat teleskop modern, kami memiliki pemahaman yang baik tentang bintang, planet, dan galaksi, dan bahkan dapat mendeteksi partikel dan gelombang hipotetis yang sebelumnya tidak diketahui sains: misalnya, materi gelap (ini adalah partikel misterius yang membentuk 73% alam semesta) atau gelombang gravitasi (mereka mencoba dideteksi menggunakan observatorium LIGO, yang terdiri dari dua observatorium yang terletak pada jarak 3000 km dari satu sama lain). Yang terbaik adalah melakukannya dengan teleskop untuk tujuan ini, seperti halnya semua perangkat lain - untuk mengirimnya ke luar angkasa.

Mengapa mengirim teleskop ke luar angkasa?

Permukaan bumi bukanlah tempat terbaik untuk mengamati ruang angkasa. Planet kita menciptakan banyak gangguan. Pertama, udara di atmosfer planet bekerja seperti lensa: ia membelokkan cahaya dari benda-benda langit secara acak dan tak terduga - dan mengubah cara kita melihatnya. Selain itu, atmosfer menyerap banyak jenis radiasi, seperti gelombang inframerah dan ultraviolet. Untuk menyiasati gangguan ini, teleskop dikirim ke luar angkasa. Benar, ini sangat mahal, itulah sebabnya jarang dilakukan: sepanjang sejarah, kami telah mengirim sekitar 100 teleskop dengan berbagai ukuran ke luar angkasa - pada kenyataannya, ini tidak cukup, bahkan teleskop optik besar di Bumi beberapa kali lebih besar. Teleskop luar angkasa yang paling terkenal adalah Hubble, dan teleskop James Webb, yang akan diluncurkan pada 2018, akan menjadi penerusnya.

Seberapa mahal itu?

Teleskop luar angkasa yang kuat sangat mahal. Pekan lalu menandai peringatan 25 tahun peluncuran Hubble, teleskop luar angkasa paling terkenal di dunia. Sekitar $ 10 miliar telah dialokasikan untuk itu sepanjang waktu; sebagian dari uang ini untuk perbaikan, karena Hubble harus diperbaiki secara teratur (ini dihentikan pada tahun 2009, tetapi teleskop masih beroperasi). Tak lama setelah peluncuran teleskop, sebuah cerita bodoh terjadi: gambar pertama yang diambil dengan kualitas yang jauh lebih buruk dari yang diharapkan. Ternyata karena kesalahan perhitungan yang kecil, cermin Hubble tidak cukup lurus, dan seluruh tim astronot harus dikirim untuk memperbaikinya. Biayanya sekitar $8 juta.Harga teleskop James Webb dapat berubah dan kemungkinan besar akan naik mendekati peluncuran, tetapi sejauh ini harganya sekitar $8 miliar - dan itu bernilai setiap sen.

Apa yang istimewa?
di Teleskop James Webb?

Ini akan menjadi teleskop paling mengesankan dalam sejarah manusia. Proyek ini digagas kembali pada pertengahan 90-an, dan sekarang akhirnya mendekati tahap akhir. Teleskop akan terbang 1,5 juta km dari Bumi dan memasuki orbit mengelilingi Matahari, atau lebih tepatnya, ke titik Lagrange kedua dari Matahari dan Bumi - ini adalah tempat di mana gaya gravitasi dua benda seimbang, dan karenanya objek ketiga (dalam hal ini, teleskop) mungkin tetap tidak bergerak. Teleskop James Webb terlalu besar untuk dimasukkan ke dalam roket, sehingga akan terbang ketika dilipat, dan di luar angkasa akan terbuka seperti bunga yang berubah; Lihat ini video untuk memahami bagaimana hal itu akan terjadi.

Setelah itu, ia akan dapat melihat lebih jauh daripada teleskop mana pun dalam sejarah: 13 miliar tahun cahaya dari Bumi. Karena cahaya, seperti yang Anda duga, bergerak dengan kecepatan cahaya, objek yang kita lihat berada di masa lalu. Secara kasar, ketika Anda melihat bintang melalui teleskop, Anda melihatnya seperti puluhan, ratusan, ribuan dan seterusnya bertahun-tahun yang lalu. Oleh karena itu, teleskop James Webb akan melihat bintang dan galaksi pertama seperti setelah Big Bang. Ini sangat penting: kita akan lebih memahami bagaimana galaksi terbentuk, bagaimana bintang dan sistem planet muncul, kita akan dapat lebih memahami asal usul kehidupan. Mungkin teleskop James Webb bahkan akan membantu kita hidup di luar bumi. Ada satu hal: selama misi, banyak hal bisa salah, dan karena teleskop akan sangat jauh dari Bumi, tidak mungkin mengirimnya untuk memperbaikinya, seperti halnya dengan Hubble.

Apa arti praktis dari semua ini?

Ini adalah pertanyaan yang sering diajukan para astronom, terutama mengingat berapa banyak uang yang dihabiskan untuk itu. Dua jawaban dapat diberikan untuk itu: pertama, tidak semuanya, terutama sains, harus memiliki makna praktis yang jelas. Astronomi dan teleskop membantu kita lebih memahami tempat umat manusia di alam semesta dan struktur dunia pada umumnya. Kedua, astronomi masih memiliki manfaat praktis. Astronomi berhubungan langsung dengan fisika: memahami astronomi, kita memahami fisika jauh lebih baik, karena ada fenomena fisik yang tidak dapat diamati di Bumi. Katakanlah jika para astronom membuktikan keberadaan materi gelap, itu akan sangat mempengaruhi fisika. Selain itu, banyak teknologi yang diciptakan untuk luar angkasa dan astronomi juga digunakan dalam kehidupan sehari-hari: Anda dapat memikirkan satelit, yang sekarang digunakan untuk segala hal mulai dari televisi hingga navigasi GPS. Akhirnya, astronomi akan sangat penting di masa depan: untuk bertahan hidup, umat manusia perlu mengekstrak energi dari Matahari dan fosil dari asteroid, menetap di planet lain dan mungkin berkomunikasi dengan peradaban asing - semua ini tidak mungkin jika kita tidak melakukannya. mengembangkan astronomi dan teleskop sekarang.

• Terjemahan

Contoh teleskop (beroperasi pada Februari 2013) yang beroperasi pada panjang gelombang di seluruh spektrum elektromagnetik. Observatorium terletak di atas atau di bawah bagian spektrum yang biasanya mereka amati.

Ketika Teleskop Luar Angkasa Hubble diluncurkan pada tahun 1990, kami akan membawa satu truk penuh pengukuran dengannya. Kami akan melihat bintang individu di galaksi jauh yang belum pernah kami lihat sebelumnya; untuk mengukur Alam Semesta yang dalam dengan cara yang tidak mungkin dilakukan sebelumnya; mengintip ke daerah pembentukan bintang dan melihat nebula dalam resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya; menangkap letusan di bulan Jupiter dan Saturnus lebih detail dari sebelumnya. Tetapi penemuan terbesar—energi gelap, lubang hitam supermasif, planet ekstrasurya, piringan protoplanet—tidak terduga. Akankah tren ini berlanjut dengan teleskop James Webb dan WFIRST? Pembaca kami bertanya:

Tanpa berfantasi tentang fisika baru yang radikal, hasil apa dari Webb dan WFIRST yang paling mengejutkan Anda?

Untuk membuat prediksi seperti itu, kita perlu mengetahui pengukuran apa yang mampu dilakukan oleh teleskop-teleskop ini.



Teleskop James Webb yang telah selesai dan diluncurkan seperti yang terlihat oleh seorang seniman. Perhatikan perlindungan lima lapis teleskop dari panas matahari

James Webb adalah teleskop ruang angkasa generasi baru yang akan diluncurkan pada Oktober 2018 terjemahan]. Setelah sepenuhnya ditugaskan dan didinginkan, itu akan menjadi observatorium paling kuat dalam sejarah manusia. Diameternya akan menjadi 6,5 m, luminositasnya akan melebihi Hubble satu per tujuh kali, dan resolusinya akan hampir tiga kali lipat. Ini akan mencakup panjang gelombang dari 550 hingga 30.000 nm - dari cahaya tampak hingga inframerah. Ini akan dapat mengukur warna dan spektrum dari semua objek yang dapat diamati, sehingga membatasi manfaat dari hampir setiap foton yang masuk ke dalamnya. Lokasinya di ruang angkasa akan memungkinkan kita untuk melihat segala sesuatu dalam spektrum yang dirasakannya, dan bukan hanya gelombang yang sebagian atmosfernya transparan.

Konsep satelit WFIRST, dijadwalkan diluncurkan pada 2024. Ini harus memberi kita pengukuran energi gelap yang paling akurat dan penemuan kosmik luar biasa lainnya.

WFIRST adalah misi utama NASA untuk tahun 2020-an dan saat ini akan diluncurkan pada tahun 2024. Teleskop tidak akan besar, inframerah, tidak akan mencakup apa pun selain yang tidak dapat dilakukan Hubble. Dia hanya akan melakukannya dengan lebih baik dan lebih cepat. Seberapa baik? Hubble, mempelajari area langit tertentu, mengumpulkan cahaya dari seluruh bidang pandang, dan mampu memotret nebula, sistem planet, galaksi, gugus galaksi, hanya dengan mengumpulkan banyak gambar dan menyatukannya. WFIRST akan melakukan hal yang sama tetapi dengan bidang pandang 100x lebih besar. Dengan kata lain, segala sesuatu yang dapat dilakukan Hubble, WFIRST dapat melakukannya 100 kali lebih cepat. Jika kita mengambil pengamatan yang sama yang dilakukan selama percobaan Hubble eXtreme Deep Field, ketika Hubble mengamati bagian langit yang sama selama 23 hari dan menemukan 5.500 galaksi di sana, maka WFIRST akan menemukan lebih dari setengah juta selama waktu ini.

Gambar dari eksperimen Hubble eXtreme Deep Field, pengamatan terdalam kami terhadap alam semesta hingga saat ini

Tetapi kita paling tidak tertarik pada hal-hal yang kita ketahui, yang akan kita temukan dengan bantuan dua observatorium yang indah ini, tetapi pada hal-hal yang masih belum kita ketahui! Hal utama yang diperlukan untuk mengharapkan penemuan ini adalah imajinasi yang baik, gagasan tentang apa yang masih dapat kita temukan, dan pemahaman tentang sensitivitas teknis teleskop ini. Agar Semesta merevolusi pemikiran kita, sama sekali tidak perlu bahwa informasi yang kita temukan berbeda secara radikal dari apa yang kita ketahui. Dan inilah tujuh kandidat yang dapat ditemukan oleh James Webb dan WFIRST!

Perbandingan ukuran planet yang baru ditemukan yang mengorbit bintang merah redup TRAPPIST-1 dengan bulan-bulan Galilea Jupiter dan tata surya bagian dalam. Semua planet yang ditemukan di sekitar TRAPPIST-1 memiliki ukuran yang mirip dengan Bumi, tetapi ukuran bintangnya hanya mendekati Jupiter.

1) Atmosfer kaya oksigen di dunia seukuran Bumi yang berpotensi layak huni. Setahun yang lalu, pencarian dunia seukuran Bumi di zona layak huni bintang mirip matahari berada di puncaknya. Tetapi penemuan Proxima b, dan tujuh dunia seukuran Bumi di sekitar TRAPPIST-1, dunia seukuran Bumi yang mengorbit katai merah kecil, telah menciptakan badai kontroversi yang pahit. Jika dunia ini berpenghuni, dan jika mereka memiliki atmosfer, maka ukuran Bumi yang relatif besar dibandingkan dengan ukuran bintangnya berarti bahwa selama transit kita akan dapat mengukur kandungan atmosfernya! Efek penyerapan molekul - karbon dioksida, metana dan oksigen - dapat memberikan bukti tidak langsung pertama kehidupan. James Webb akan dapat melihatnya dan hasilnya mungkin mengejutkan dunia!

Skenario Big Rip akan dimainkan jika kami mendeteksi peningkatan kekuatan energi gelap dari waktu ke waktu

2) Bukti ketidakkekalan energi gelap dan kemungkinan terjadinya Big Rip. Salah satu tujuan ilmiah utama WFIRST adalah untuk mengamati bintang pada jarak yang sangat jauh untuk mencari supernova Tipe Ia. Peristiwa yang sama ini memungkinkan kita untuk menemukan energi gelap, tetapi bukannya puluhan atau ratusan, itu akan mengumpulkan informasi tentang ribuan peristiwa yang terletak pada jarak yang sangat jauh. Dan itu akan memungkinkan kita untuk mengukur tidak hanya laju ekspansi Semesta, tetapi juga perubahan laju ini dari waktu ke waktu, dengan akurasi sepuluh kali lebih besar daripada hari ini. Jika energi gelap berbeda dari konstanta kosmologis setidaknya 1%, kita akan menemukannya. Dan jika hanya 1% lebih besar dalam modulus daripada tekanan negatif konstanta kosmologis, Alam Semesta kita akan berakhir dengan Rip Besar. Ini pasti akan mengejutkan, tetapi kita hanya memiliki satu Semesta, dan kita harus mendengarkan apa yang dia siap untuk umumkan tentang dirinya sendiri.

Galaksi terjauh yang diketahui hingga saat ini, dikonfirmasi oleh Hubble melalui spektroskopi, terlihat oleh kita seperti ketika alam semesta baru berusia 407 juta tahun.

3) Bintang-bintang dan galaksi-galaksi dari zaman yang lebih awal dari prediksi teori kita. James Webb, dengan mata inframerahnya, akan dapat melihat ke masa lalu ketika alam semesta berusia 200-275 juta tahun - hanya 2% dari usianya saat ini. Ini seharusnya mencakup sebagian besar galaksi pertama dan pembentukan akhir bintang pertama, tetapi kita juga dapat menemukan bukti bahwa generasi bintang dan galaksi sebelumnya ada bahkan lebih awal. Jika ternyata seperti itu, itu berarti bahwa pertumbuhan gravitasi sejak kemunculan latar belakang gelombang mikro kosmik (380.000 tahun) hingga pembentukan bintang-bintang pertama entah bagaimana salah. Ini pasti akan menjadi tantangan yang menarik!

Inti galaksi NGC 4261, seperti inti dari sejumlah besar galaksi, menunjukkan tanda-tanda keberadaan lubang hitam supermasif, baik di inframerah maupun dalam rentang sinar-X.

4) Lubang hitam supermasif yang muncul sebelum galaksi pertama. Sejauh saat-saat terjauh di masa lalu yang dapat kita ukur, sebelum waktu alam semesta berusia sekitar satu miliar tahun, galaksi-galaksi mengandung lubang hitam supermasif. Teori standar mengatakan bahwa lubang hitam ini berasal dari generasi pertama bintang yang bergabung bersama dan jatuh ke pusat gugus, dan kemudian mengumpulkan materi dan berubah menjadi lubang hitam supermasif. Harapan standar adalah untuk menemukan konfirmasi skema ini dan lubang hitam pada tahap awal pertumbuhan, tetapi akan mengejutkan jika kita menemukan mereka sudah terbentuk sepenuhnya di galaksi yang sangat awal ini. James Webb dan WFIRST akan dapat menjelaskan objek-objek ini, dan menemukannya dalam bentuk apa pun akan menjadi terobosan ilmiah yang serius!

Planet-planet yang ditemukan oleh Kepler, diurutkan berdasarkan ukuran, pada Mei 2016, ketika mereka merilis sampel exoplanet baru terbesar. Dunia yang paling umum sedikit lebih besar dari Bumi dan sedikit lebih kecil dari Neptunus, tetapi dunia bermassa rendah mungkin tidak terlihat oleh Kepler.

5) Exoplanet bermassa rendah, hanya 10% dari Bumi, mungkin yang paling umum. Ini adalah keistimewaan WFIRST: mencari pelensaan mikro di area langit yang luas. Ketika sebuah bintang lewat di depan bintang lain, dari sudut pandang kami, kelengkungan ruang menghasilkan efek pembesaran, dengan peningkatan yang dapat diprediksi dan penurunan kecerahan selanjutnya. Kehadiran planet dalam sistem yang berada di latar depan akan mengubah sinyal cahaya dan memungkinkan kita untuk mengenalinya dengan akurasi yang lebih baik, mengenali massa yang lebih kecil daripada yang dapat dilakukan metode lain. Dengan WFIRST, kami akan menyelidiki semua planet hingga 10% dari massa Bumi, sebuah planet seukuran Mars. Apakah dunia mirip Mars lebih umum daripada yang mirip Bumi? WFIRST dapat membantu kami mengetahuinya!

Ilustrasi CR7, galaksi pertama yang diketahui memiliki bintang populasi III, bintang pertama di alam semesta. James Webb dapat mengambil foto asli galaksi ini dan galaksi sejenis lainnya

6) Bintang-bintang pertama mungkin berubah menjadi lebih masif daripada yang ada sekarang. Dengan mempelajari bintang-bintang pertama, kita sudah tahu bahwa mereka sangat berbeda dari yang sekarang: mereka hampir 100% hidrogen dan helium murni, tanpa unsur lain. Tetapi elemen lain memainkan peran penting dalam mendinginkan, memancarkan, dan mencegah bintang berukuran besar sejak dini. Bintang terbesar yang diketahui saat ini berada di Nebula Tarantula, dan memiliki massa 260 kali massa Matahari. Tapi di alam semesta awal mungkin ada bintang 300, 500 dan bahkan 1000 kali lebih berat dari Matahari! James Webb seharusnya memberi kita kesempatan untuk mencari tahu, dan dia bisa memberi tahu kita sesuatu yang menakjubkan tentang bintang paling awal di alam semesta.

Aliran keluar gas di galaksi kerdil terjadi selama pembentukan bintang aktif, yang menyebabkan materi biasa terbang menjauh, dan materi gelap tetap ada.

7) Materi gelap mungkin tidak mendominasi galaksi-galaksi pertama seperti saat ini. Kita mungkin akhirnya dapat mengukur galaksi di bagian jauh alam semesta dan menentukan apakah rasio materi biasa terhadap materi gelap berubah. Dengan pembentukan bintang-bintang baru yang intensif, materi biasa mengalir keluar dari galaksi, kecuali jika galaksi itu sangat besar - yang berarti bahwa di galaksi-galaksi awal yang redup, seharusnya ada lebih banyak materi normal dalam kaitannya dengan materi gelap daripada di galaksi-galaksi redup yang tidak. jauh dari kita. Pengamatan seperti itu akan mengkonfirmasi pemahaman saat ini tentang materi gelap dan mengenai teori gravitasi yang dimodifikasi; pengamatan sebaliknya bisa membantah teori materi gelap. James Webb akan dapat menangani ini, tetapi akumulasi statistik pengamatan WFIRST akan benar-benar memperjelas segalanya.

Ide seniman tentang seperti apa alam semesta ketika bintang-bintang pertama terbentuk

Semua ini hanyalah kemungkinan, dan ada terlalu banyak kemungkinan untuk dicantumkan di sini. Inti dari mengamati, mengumpulkan data, dan melakukan penelitian ilmiah adalah bahwa kita tidak tahu bagaimana alam semesta bekerja sampai kita mengajukan pertanyaan yang tepat untuk membantu kita memahaminya. James Webb akan fokus pada empat isu utama: pertama cahaya dan reionisasi, pengumpulan dan pertumbuhan galaksi, kelahiran bintang dan pembentukan planet, dan pencarian planet dan asal usul kehidupan. WFIRST akan fokus pada energi gelap, supernova, osilasi akustik baryon, planet ekstrasurya - baik lensa mikro dan pengamatan langsung, dan pengamatan area langit yang luas dalam inframerah dekat, yang akan jauh melebihi kemampuan observatorium sebelumnya seperti 2MASS dan WISE.

Peta inframerah semua langit yang diambil oleh pesawat ruang angkasa WISE. WFIRST akan sangat melebihi resolusi spasial dan kedalaman bidang yang tersedia untuk WISE, memungkinkan kita untuk melihat lebih dalam dan lebih jauh.

Kami memiliki pemahaman yang luar biasa baik tentang alam semesta saat ini, tetapi pertanyaan yang akan dijawab oleh James Webb dan WFIRST hanya ditanyakan hari ini, berdasarkan apa yang telah kami pelajari. Mungkin ternyata di semua bidang ini tidak akan ada kejutan, tetapi kemungkinan besar kita tidak hanya akan menemukan kejutan, tetapi tebakan kita tentang sifatnya akan benar-benar salah. Bagian dari kepentingan ilmiah adalah bahwa Anda tidak pernah tahu kapan atau bagaimana alam semesta akan mengejutkan Anda dengan sesuatu yang baru. Dan ketika dia melakukannya, kesempatan terbesar dari semua umat manusia yang maju tiba: dia memungkinkan kita untuk mempelajari sesuatu yang benar-benar baru, dan mengubah cara kita memahami realitas fisik kita.

Semesta

Tambahkan tanda

Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS untuk jangka pendek) adalah misi mendatang NASA yang akan mensurvei sekitar 200.000 bintang untuk mencari tanda-tanda exoplanet.

Pada catatan! Exoplanet, atau planet ekstrasurya, adalah planet di luar tata surya. Studi tentang benda-benda langit ini telah lama tidak dapat diakses oleh para peneliti - tidak seperti bintang-bintang, mereka terlalu kecil dan redup.

Pencarian exoplanet dengan kondisi mirip Bumi, NASA telah mencurahkan seluruh program. Ini terdiri dari tiga tahap. Investigator Utama, George Reeker dari Institute for Astrophysics and Space Research. Kavli menyebut proyek itu "misi abad ini".

Satelit itu diusulkan sebagai misi pada tahun 2006. Startup ini disponsori oleh perusahaan terkenal seperti Kavli Foundation, Google, dan Massachusetts Institute of Technology juga mendukung inisiatif tersebut.

Pada tahun 2013, TESS dimasukkan dalam program NASA Explorer. TESS dirancang untuk 2 tahun. Diharapkan pada tahun pertama pesawat ruang angkasa akan menjelajahi Belahan Bumi Selatan, pada tahun kedua - Belahan Bumi Utara.

"TESS membayangkan penemuan ribuan exoplanet dari semua ukuran, termasuk puluhan yang ukurannya sebanding dengan Bumi," kata Massachusetts Institute of Technology (MIT), yang memimpin misi tersebut, dalam sebuah pernyataan.

Maksud dan tujuan teleskop

Satelit tersebut merupakan perpanjangan dari misi sukses Teleskop Luar Angkasa Keppler NASA, yang diluncurkan pada 2009.
Seperti Kepler, TESS akan mencari berdasarkan perubahan kecerahan bintang. Ketika sebuah planet ekstrasurya melintas di depan sebuah bintang (disebut transit), ia mengaburkan sebagian cahaya yang dipancarkan oleh bintang tersebut.

Penurunan kecerahan ini mungkin menunjukkan bahwa satu atau lebih planet berputar mengelilingi bintang.

Namun, tidak seperti Keppler, misi baru akan fokus pada bintang yang 100 kali lebih terang, memilih yang paling cocok untuk studi terperinci, dan mengidentifikasi target untuk misi masa depan.

TESS akan memindai langit yang dibagi menjadi 26 sektor 24 kali 96 derajat. Kamera canggih di pesawat ruang angkasa akan menangkap perubahan sekecil apa pun dalam cahaya bintang di setiap sektor.

Manajer proyek Riker mencatat bahwa selama misi, tim berharap untuk menemukan beberapa ribu planet. “Tugas ini lebih luas, melampaui deteksi exoplanet. Gambar dari TESS akan membuat sejumlah penemuan dalam astrofisika,” tambahnya.

Fitur dan karakteristik

Teleskop TESS lebih maju dari pendahulunya, teleskop Keppler. Mereka memiliki tujuan yang sama, sama-sama menggunakan teknik pencarian "transit", tetapi kemungkinannya berbeda.

Menyadari lebih dari dua ribu exoplanet, Keppler menghabiskan misi utamanya mengamati sepetak sempit langit. TESS memiliki bidang pandang hampir 20 kali lebih besar, yang memungkinkannya mendeteksi lebih banyak objek angkasa.

Tongkat berikutnya dalam studi exoplanet adalah Teleskop Luar Angkasa James Webb.

Webb akan memindai objek yang diidentifikasi oleh TESS secara lebih rinci untuk uap air, metana, dan gas atmosfer lainnya. Ini dijadwalkan untuk dimasukkan ke orbit pada 2019. Misi ini harus menjadi yang terakhir.

Peralatan

Menurut NASA, pesawat ruang angkasa bertenaga surya ini memiliki empat teleskop optik sudut lebar yang disebut refraktor. Masing-masing dari empat perangkat memiliki kamera semikonduktor internal dengan resolusi 67,2 megapiksel, yang mampu beroperasi dalam rentang spektral dari 600 hingga 1000 nanometer.

Peralatan modern harus memberikan pandangan luas ke seluruh langit. Teleskop akan mengamati wilayah tertentu selama antara 27 dan 351 hari dan kemudian pindah ke berikutnya, berturut-turut melewati kedua belahan bumi selama dua tahun.

Data pemantauan akan diproses dan disimpan di satelit selama tiga bulan. Perangkat akan mengirimkan ke Bumi hanya data yang mungkin menarik secara ilmiah.

Orbit dan luncurkan

Salah satu tugas yang paling sulit bagi tim adalah perhitungan orbit unik untuk pesawat ruang angkasa.

Perangkat akan diluncurkan ke orbit elips tinggi di sekitar Bumi - itu akan mengelilingi Bumi dua kali dalam waktu sampai Bulan menyelesaikan lingkaran. Jenis orbit ini adalah yang paling stabil. Tidak ada sampah antariksa dan radiasi kuat yang dapat melumpuhkan satelit. Perangkat akan dengan mudah bertukar data dengan layanan darat.

Tanggal peluncuran

Namun, ada juga kekurangannya - lintasan seperti itu membatasi kemungkinan peluncuran sementara: itu harus disinkronkan dengan orbit bulan. Kapal memiliki "jendela" kecil - dari Maret hingga Juni - jika periode ini terlewatkan, misi tidak akan dapat menyelesaikan tugas yang direncanakan.

1. Menurut anggaran yang diterbitkan NASA, pemeliharaan teleskop exoplanet pada 2018 akan menelan biaya hampir $27,5 juta, dari total biaya proyek sebesar $321 juta.
2. Pesawat ruang angkasa itu akan berputar dalam orbit yang belum pernah digunakan sebelumnya. Orbit elips, yang disebut P/2, tepat setengah dari periode orbit bulan. Ini berarti TESS akan melakukan revolusi penuh mengelilingi Bumi setiap 13,7 hari.
3. Untuk hak meluncurkan satelit, perusahaan kedirgantaraan Elon Musk menghadapi persaingan serius dengan Boeng. Statistik dan NASA ada di pihak
4. Pengembangan instrumen - dari teleskop onboard hingga penerima optik - didanai oleh Google.

TESS diperkirakan akan menemukan ribuan kandidat exoplanet. Ini akan membantu para astronom lebih memahami struktur sistem planet dan memberikan wawasan tentang bagaimana tata surya kita terbentuk.

Di mana Anda bisa melihat bintang?

Pertanyaan yang cukup masuk akal - mengapa menempatkan teleskop di luar angkasa?. Semuanya sangat sederhana - Anda dapat melihat lebih baik dari luar angkasa. Hingga saat ini, untuk mempelajari Alam Semesta, diperlukan teleskop dengan resolusi yang tidak dapat diperoleh di Bumi. Itulah sebabnya teleskop diluncurkan ke luar angkasa.

Berbagai jenis visi

Semua perangkat ini memiliki "penglihatan" yang berbeda. Beberapa jenis teleskop mempelajari benda-benda luar angkasa dalam kisaran inframerah dan ultraviolet, yang lain - dalam sinar-X. Inilah alasan terciptanya sistem ruang angkasa yang semakin sempurna untuk studi mendalam tentang Semesta.

Teleskop Luar Angkasa Hubble

Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST)
Teleskop Hubble adalah sebuah observatorium ruang angkasa di orbit rendah Bumi. NASA dan Badan Antariksa Eropa mengerjakan pembuatannya. Teleskop diluncurkan ke orbit pada tahun 1990 dan hari ini adalah perangkat optik terbesar yang mengamati dalam jarak dekat inframerah dan ultraviolet.

Selama pekerjaannya di orbit, Hubble mengirim ke Bumi lebih dari 700 ribu gambar dari 22 ribu benda langit yang berbeda - planet, bintang, galaksi, nebula. Ribuan astronom menggunakannya untuk mengamati proses yang terjadi di alam semesta. Jadi, dengan bantuan Hubble, banyak formasi protoplanet di sekitar bintang ditemukan, gambar unik dari fenomena seperti aurora di Jupiter, Saturnus, dan planet lain diperoleh, dan banyak informasi berharga lainnya.

Observatorium Sinar-X Chandra

Observatorium Sinar-X Chandra
Teleskop Luar Angkasa Chandra diluncurkan ke luar angkasa pada 23 Juli 1999. Tugas utamanya adalah mengamati sinar-X yang datang dari daerah kosmik berenergi sangat tinggi. Studi semacam itu sangat penting untuk memahami evolusi alam semesta, serta mempelajari sifat energi gelap - salah satu misteri terbesar sains modern. Hingga saat ini, lusinan perangkat telah diluncurkan ke luar angkasa yang melakukan penelitian dalam jangkauan sinar-X, namun, bagaimanapun, Chandra tetap yang paling kuat dan efektif di bidang ini.

Spitzer Teleskop Luar Angkasa Spitzer diluncurkan oleh NASA pada 25 Agustus 2003. Tugasnya adalah mengamati Kosmos dalam kisaran inframerah, di mana orang dapat melihat bintang yang mendingin, awan molekul raksasa. Atmosfer bumi menyerap radiasi infra merah, sehubungan dengan ini, objek luar angkasa seperti itu hampir tidak mungkin diamati dari Bumi.

Kepler Teleskop Kepler diluncurkan oleh NASA pada tanggal 6 Maret 2009. Tujuan khususnya adalah pencarian exoplanet. Tugas teleskop adalah memantau kecerahan lebih dari 100.000 bintang selama 3,5 tahun, di mana ia harus menentukan jumlah planet mirip Bumi yang berada pada jarak yang cocok untuk kehidupan dari matahari mereka. Kumpulkan deskripsi rinci tentang planet-planet ini dan bentuk orbitnya, pelajari sifat-sifat bintang dengan sistem planet, dan banyak lagi. Sampai saat ini, Kepler telah mengidentifikasi sistem bintang lima dan ratusan planet baru, 140 di antaranya memiliki karakteristik mirip Bumi.

Teleskop Luar Angkasa James Webb

Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST)
Diasumsikan bahwa ketika Hubble telah menjalani masa tugasnya, teleskop ruang angkasa JWST akan menggantikannya. Ini akan dilengkapi dengan cermin besar dengan diameter 6,5 m. Tujuannya adalah untuk mendeteksi bintang dan galaksi pertama yang muncul sebagai akibat dari Big Bang.
Dan bahkan sulit untuk membayangkan apa yang akan dia lihat di luar angkasa dan bagaimana hal itu akan mempengaruhi kehidupan kita.