Ottobre 3, 2022

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Hubble vs Webb: David e Golia della NASA lavorano meglio insieme che separatamente | tecnologia

Per più di tre decenni, Hubble ha ispirato il mondo con immagini straordinarie dell’universo. Tuttavia, sembra che È emerso un forte contendente che ci lascia di mentalità aperta con ogni nuova foto che appare.

tutti Le immagini catturate da Hubble sono davvero incredibili. Tuttavia, il problema che abbiamo riscontrato è che ci sono galassie più vecchie che non sono state in grado di catturare.

Sono così lontani e, a causa dell’espansione dell’universo, si stanno allontanando da noi così rapidamente che le lunghezze d’onda della loro luce si sono trasformate in infrarossi, ben oltre le capacità di rilevamento di Hubble. È qui che entra in gioco James Webb (JWST)..

Si noti che Hubble è volato nell’orbita terrestre bassa sulla navetta spaziale Discovery il 24 aprile 1990, mentre il JWST è stato lanciato in un punto specifico nello spazio profondo chiamato L2 (1,5 milioni di chilometri dalla Terra) il 25 dicembre 2021.

Un veicolo spaziale può orbitare in L2 usando pochissimo carburante e mantenere il Sole, la Terra e la Luna alle sue spalle indefinitamente. Questo è ciò che farà JWST.

Pubblicato dalla NASA Le prime foto scientifiche a coloriDal telescopio spaziale James Webb il 12 luglio 2022.

Anche se a volte si dice che JWST sia un’alternativa a Hubble, La NASA lo considera un successore per completarlo.

Quali sono le capacità pittoriche e tematiche di JWST vs. Hubble?

Come abbiamo già visto, Risoluzione dell’immagine JWST È molto più grande di Hubble. Questa decisione dipende principalmente dalle dimensioni dello specchio e dalla lunghezza d’onda della luce osservata.

Qui due parti si scontrano, Poiché lo specchio è più grande, la precisione è aumentatama quando si tratta di lunghezza d’onda, più è lunga, minore è la risoluzione e sappiamo già che la luce infrarossa utilizzata da JWST ha una lunghezza d’onda maggiore rispetto alla luce rilevata da Hubble.

Quindi, se entrambi guardano contemporaneamente a una lunghezza d’onda di 0,7 micron, JSWT sarà in grado di scattare foto straordinarie. Ma se JWST osservasse lo stesso oggetto con una lunghezza d’onda di 2 micron, la risoluzione dell’immagine risultante sarebbe paragonabile a quella di Hubble.

Ti lasciamo con uno Confronta le fotodove quello a sinistra corrisponde a Hubble (2008) e quello a destra corrisponde a JSWT (2022).

Al momento del lancio, gli obiettivi ufficiali di Hubble erano principalmente di indagare le proprietà dei corpi celesti, studiare la storia e l’evoluzione dell’universo e confermare le leggi della fisica.

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D’altra parte, il JWST è progettato per cercare le prime galassie o oggetti luminosi che si sono formati dopo il Big Bang e determinare come si sono evolute, osservare la formazione delle stelle sin dalla loro formazione e indagare sulla possibilità di vita in questi sistemi. Come possiamo vedere, ne riparliamo Attività complementari e non alternative.

In che modo le architetture JWST e Hubble sono simili e/o diverse?

L’uno e l’altro riflettono i telescopi, quindi funzionano praticamente allo stesso modo. Questi tipi di telescopi funzionano con specchi piuttosto che con lenti per focalizzare la luce e formare immagini.

Generalmente Ne hanno due, uno primario e uno secondario. Il primario si trova all’inizio del tubo e invia luce al secondario, che torna indietro per raggiungere finalmente la lente oculare.

Lo specchio singolo di Hubble è largo 2,4 metri, mentre lo specchio diviso a nido d’ape JWST è largo 6,6 metri. Sono 18 pezzi realizzati in berillio leggero e rivestiti con un piccolo strato d’oro che aiuta con la sensibilità alla luce infrarossa.

D’altra parte, entrambi i telescopi hanno Requisiti di raffreddamento molto diversi. Avere Hubble in orbita terrestre non ha tanti bisogni come il JWST. Per poter rilevare i raggi infrarossi, hanno bisogno dell’ombra di sorgenti luminose come Sole, Terra e Luna, oltre alla protezione dal calore causato dalla loro tecnologia interna.

Per tutto questo, per evitare il surriscaldamento, l’Osservatorio utilizza una tettoia in Kapton delle dimensioni di un campo da tennis. Le aree del telescopio in ombra hanno una temperatura di circa -237 gradi Celsius, mentre le aree rivolte verso il sole vengono arrostite a temperature fino a 110 gradi Celsius.

Le straordinarie immagini di JWST non significano la fine di Hubble

JWST è progettato per Cominciamo da dove Hubble si era interrotto nello studio dell’universo primordiale. Ecco perché non possiamo parlare della fine di Hubble. Sono due telescopi completamente diversi in due posti diversi. Il JWST è sicuramente più potente e rivoluzionario, ma non sostituisce il suo predecessore.

Ecco alcune chiavi di WST, Hubble e Perché il nuovo trarrà grandi benefici dal lavoro di quest’ultimo:

1. Hubble orbita attorno alla Terra mentre Giove orbita attorno al sole: A differenza del telescopio Hubble, che orbita attorno alla Terra ed è visitato dagli astronauti della NASA per riparazioni e aggiornamenti, il JWST è a un milione di miglia di distanza, quindi è quasi dimenticato se qualcosa va storto. verso est.

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E questo, fondamentalmente, è lì per funzionare come complemento di Hubble, perché è fondamentalmente lì per poter lavorare 24 ore al giorno e a una temperatura molto bassa, come -233 gradi Celsius, per essere anche in grado di rilevare deboli segnali di calore .

Due. Hubble potrebbe fare osservazioni più lunghe e più estese rispetto a JWST : molto ansioso perché abbiamo qui diff dà la vittoria a Hubble se scattiamo foto a lunga esposizione. Cioè, con il lancio del JWST, la richiesta di tempo per il telescopio Hubble è leggermente inferiore, sì, ma quest’ultimo ha anche un campo visivo più ampio.

“Queste immagini saranno una mappa del tesoro di superficie per JWST per trovare obiettivi profondamente ri-osservabili”.dice Lamia Mola, membro di diversi team del James Webb Space Telescope.

3. Hubble e JWST vedono a diverse lunghezze d’onda: Mentre Hubble si occupa delle lunghezze d’onda della luce ultravioletta e visibile, il JWST è attrezzato per rilevare lunghezze d’onda infrarosse più lunghe con una precisione mai vista prima.

Grazie a ciò, gli scienziati avranno l’opportunità di osservare contemporaneamente oggetti con JWST e Hubble, dando vita all’universo in un’ampia gamma di luce.

uno di Vantaggi JWST È uno specchio di 6,5 metri, tre volte più grande dello specchio Hubble. Orbita a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, lontano da qualsiasi intervento umano. La sua ottica e il tipo di spettro infrarosso che vede sono diversi dagli altri telescopi, il che lo rende l'”occhio” umano più potente e preciso.

ma, “Una delle principali differenze che manterranno Hubble rilevante è che se stai cercando di osservare qualcosa che richiede dati sia ultravioletti che ottici, dovrai tornare a Hubble per ottenerlo”.spiega Mola.

E cosa vogliamo questo? Bene, per osservare le parti più piccole dell’universo. Tuttavia, all’interno di una data galassia, le giovani stelle sono molto luminose ed emettono luce solo alle lunghezze d’onda più corte. Vi lasciamo al confronto delle immagini (Hubble, 1998, a sinistra, JWST, 2022, a destra).

quattro. JWST è un successore di Spitzer, non Hubble: “Webb ha una risoluzione tre volte superiore ed è circa 10 volte più sensibile agli infrarossi, quindi può fare ciò che Hubble è stato in grado di fare per molto tempo, ma molto più velocemente”.dice Mola.

Tuttavia, Hubble non era il telescopio spaziale Spitzer della NASA, che era in orbita dal 2003 al 2022, quando il carburante, che in realtà ha sostituito il telescopio JWST, si è esaurito.

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JWST consentirà agli astronomi di vedere non solo le galassie come esistevano tra 10 e 12 miliardi di anni fa, ma anche le caratteristiche delle galassie. “Le cose che prima vedevamo come semplici puntini nel cielo ora appariranno come vere galassie con bracci a spirale e tutte le caratteristiche che siamo abituati a vedere nel nostro universo vicino”. Spiegano.

5. Hubble è ancora tenuto a fare nuove osservazioni: Molte persone oggi pensano: se ha già svolto il suo lavoro, allora perché abbiamo bisogno di Hubble? “Ci sono molte cose diverse che troveremo con Webb che non abbiamo capito prima.”ha detto Molly. “Vogliamo guardarlo di nuovo con Hubble, forse più in profondità per un periodo di tempo più lungo”.

Quali sfide hanno dovuto affrontare Hubble e JWST?

Non è stato facile ottenere immagini da Hubble e JWST Che abbiamo potuto vedere e guadagnarci così il rispetto degli scienziati e diventare i principali osservatori spaziali del mondo.

Che è che gli inizi di Hubble sono stati in qualche modo complicati da alcuni Immagini sfocate pubblicate nel 1990. Tuttavia, hanno presto scoperto un problema con il design dello specchio, che è stato presto risolto nel 1993.

Per quanto riguarda JWST, è stato il grosso problema che ho dovuto affrontare cattiva gestione. La NASA originariamente aveva stimato che l’osservatorio sarebbe costato $ 5 miliardi e sarebbe stato lanciato nel 2014. Il suo prezzo finale è finito per essere di $ 9,7 miliardi e molti altri anni (2021).

Alla cattiva gestione si sono aggiunti altri problemi, come la scarsità di risorse durante lo sviluppo iniziale o il notevole disagio del Coronavirus, che ne ha ritardato il lancio.

Quanto durerà Hubble? Quanto durerà JWST?

Hubble ha ricevuto finanziamenti dalla NASA per operativo fino al 2026, Finché è in perfette condizioni per continuare a lavorare.

JWST ha un mandato importante di almeno cinque anni. Tuttavia, come il telescopio Hubble, dovrebbe funzionare molto più a lungo della sua vita originale. Il principale fattore limitante è il carburante. La NASA prevede fino a 10 anni di piena operatività senza grossi problemi.