Как инструмент NIRSpec «Уэбба» раскрывает загадки Вселенной

Астрономия задается вопросами о том, как начали формироваться первые звезды и галактики, и что, в конечном итоге, привело к нашему существованию.

Ответы скрыты в далекой Вселенной, настолько далекой, что свет путешествовал миллиарды лет, чтобы достичь нас, неся изображения формирующихся первых галактик. Этот ранний период находился за пределами досягаемости предыдущих телескопов, но все изменилось с появлением космического телескопа Джеймса Уэбба.

Однако даже самый большой космический телескоп хорош лишь настолько, насколько хороши его приборы, и здесь на сцену выходит спектрограф NIRSpec.

Его задача состоит в том, чтобы разделить инфракрасный свет, собираемый «Уэббом», на составляющие его длины волн, и сформировать спектр. Измеряя, как изменяется яркость объекта в космосе на разных длинах волн, астрономы могут извлечь огромное количество информации о его физических характеристиках и химическом составе.

NIRSpec может записывать спектры до 200 наблюдаемых объектов одновременно. Чтобы достичь этого результата спектрограф использует решетку микрозатворов, изготовленную Центром космических полетов имени Годдарда. Она состоит примерно из четверти миллиона крошечных автономных жалюзи. Размер каждого из них составляет всего 80х180 мкм. Ими можно управлять индивидуально, открывая или закрывая их по мере необходимости.

NIRSpec может разделить более крупные объекты, такие как галактики и туманности, на 30 фрагментов и наблюдать спектр для каждого фрагмента, делая всего один снимок.

Для наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне NIRSpec должен работать при температуре -233° C, которая поддерживается благодаря солнцезащитному щиту «Уэбба». Это представляет большую проблему при создании точных научных приборов. Различные материалы при охлаждении сжимаются с разной скоростью, и это приводит к небольшим искажениям в приборе, которые влияют на его точность. По этой причине Airbus изготовил большинство элементов спектрографа, включая зеркала, из карбида кремния.

Первые изображения и данные NIRSpec поступают обратно на Землю. Как только кропотливый анализ будет завершен, мы получим новые ответы на вопросы, столь важные для понимания нашего собственного существования: как образовались первые галактики и звезды в нашей Вселенной, и как часто планеты, вращающиеся вокруг других звезд, создают условия, которые позволили бы существовать жизни в том виде, в каком мы ее знаем.