Neden uzay teleskoplarını piyasaya sürüyoruz?
Neden uzay teleskoplarını piyasaya sürüyoruz?
Uzayda teleskoplar bize tam anlamıyla yerden alamayacağımız bir görüş verir
Astronotlar Steven Smith ve John Grunsfeld, Aralık 1999'dan itibaren Hubble Uzay Teleskopuna hizmet etmek için bir uzay yürüyüşü sırasında çekilen bu geniş açılı fotoğrafta küçük figürler olarak görünüyor.
24 Nisan 1990'da NASA ve Avrupa Uzay Ajansı astronomik bir devrim başlattı. Uzay mekiği ne zaman Keşif O gün gökyüzüne kükredi, Hubble uzay teleskopunu taşıma koyunda taşıdı ve gemideki astronotlar kısa bir süre sonra alt Dünya yörüngesine yerleştirdiler. Hubble şimdiye kadar inşa edilmiş en büyük teleskop değil-aslında, 2.4 metrelik bir ayna ile, aslında gökbilimciler tarafından küçük olduğu düşünülüyor-ancak dünyaya bağlı kardeşlerine göre büyük bir avantajı var: aslında gezegenimizin tüm atmosferinin üzerinde.
Bu yüce levrek, teleskopun insan gözleri için görünmez ışık türlerini toplamasına ve Dünya'nın havasıyla bloke edilmesine izin vererek Hubble'ın görüşlerini daha keskin ve daha derin ve hatta daha geniş kılar. Ve 35 yıl yörüngede, Hubble hala inanılmaz bilim ve nefes kesen güzelliğin kozmik manzaraları sunuyor.
Teleskopları uzaya başlatmak, onları yere inşa etmekten çok daha fazla çaba ve para gerektirir. Uzay teleskopları da yer tabanlı olanlardan daha küçük olma eğilimindedir; Boyutlarını sınırlayan bir roketin yük gövdesine sığmaları gerekir. Bu kısıtlama, daha sonra uzayda ortaya çıkan katlanmış bir formda başlatmak için bir gözlemevi tasarlayarak en aza indirilebilir. James Webb Uzay Teleskopu (JWST)—Ama bu yaklaşım neredeyse kaçınılmaz olarak daha fazla risk, karmaşıklık ve maliyet üzerinde bir kazım yapıyor. Bu önemli engeller göz önüne alındığında, uzay teleskoplarının gerçekten zorluğa değip değmeyeceğini sorabilirsiniz.
Bilim Gazeteciliğini Destekleme Üzerine
Bu makalenin tadını çıkarıyorsanız, ödüllü gazeteciliğimizi desteklemeyi düşünün abone olma. Bir abonelik satın alarak, bugün dünyamızı şekillendiren keşifler ve fikirler hakkında etkili hikayelerin geleceğini sağlamaya yardımcı oluyorsunuz.
Kısa cevap: Evet, elbette! Astronomik gözlemler için, Dünya atmosferinin üstesinden gelmek üç çok temel ama son derece güçlü avantaj getiriyor.
Birincisi, gökyüzünün uzayda çok daha karanlık olması. En azından bulutsuz olduğunda atmosforumuzu şeffaf olarak düşünme eğilimindeyiz. Ancak istenmeyen ışık, gezegenin en karanlık noktasında bile en açık gecede bile Dünya'nın havasını zorluyor. Işık kirliliği-yerden yerine gökyüzüne dökülmemiş aydınlatma-bunların bazılarına hesap veriyor, ancak hava aynı zamanda bu enerjiyi görünür ışığın zayıf bir damlaması olarak yavaşça serbest bırakan güneş ışığına göre enerjili moleküller içeriyor. Bu “hava ışığı” loş, ancak geceleri bile, yer tabanlı teleskopların görebileceğini sınırlayan çok hafif göksel nesneleri geride bırakıyor. Kalabalık bir restoranda bir fısıltı duymaya çalışmak gibi bir kontrast sorunu. Arka plan gürültü seviyesi ne kadar sessiz olursa, hafif sesler daha iyi duyabilirsiniz. Gökyüzü ile aynı şey: daha koyu bir gökyüzü, zayıf nesnelerin görülmesine izin verir.
Uzaydan gözlemlemenin ikinci avantajı, bunun havamızın doğal kararsızlığından kaçmasıdır. Atmosferdeki türbülans, yıldızların parıldamasının nedenidir. Bu gökbilimciler için anathema; Bir yıldızın parıldaması, bir gözlem sırasında ışığını ortaya çıkarır, küçük yapıları bir araya getirir ve yer tabanlı bir teleskopun etkili çözünürlüğünü (yani, iki yakın aralıklı nesneyi ne kadar iyi ayırt edebileceğini) sınırlar. Bu aynı zamanda hafif nesneleri daha kararır ve algılamayı zorlaştırır, çünkü ışıkları tek bir noktaya konsantre değildir ve bunun yerine dağılmıştır. Atmosferin üstünde, yıldızlar ve bulutlar ve galaksiler net ve değişmez görünür ve çok daha fazla ayrıntı yakalamamıza izin verir.
Dünyanın somurtkan bağlarını kaymanın üçüncü nedeni, havamızın bizi gözlerimizin göremeyeceği birçok dalga boyundan korumada son derece iyi olmasıdır. Ultraviyole ışığı, görünür ışıktan (gözlerimizin tespit ettiği türden) daha kısa dalga boylarına sahiptir ve bazıları Dünya yüzeyine uzaydan - en azından güneşten yeterince güneş yanıklarına neden olmak için - birçoğu hava tarafından emilir. Aslında, yaklaşık 0.3 mikrondan daha kısa bir dalga boyu olan ışık tamamen emilir. (Bu, yaklaşık 0.38 mikronla görebileceğimiz en kısa olan menekşe ışığından biraz daha kısa.)
Bu nedenle, yeterince kısa dalga ışığı-sadece ultraviyole değil, aynı zamanda daha fazla hücreye zarar veren X-ışınları ve gama ışınları-havadaki moleküller tarafından sopalanır. Bu insan sağlığı için iyidir, ancak bu rejimlerde ışık yayan astronomik fenomenlerin gözlemleri için harika değildir.
Bu daha uzun dalga boyları ile de olur. Karbondioksit ve su mükemmel kızılötesi ışık emicileridir ve yerdeki gökbilimcilerin de kozmik nesnelerden gelen emisyonların çoğunu görmesini önler. JWST ile öğrendiğimiz gibi, kızılötesi gözlemler bize evren hakkında kendi sınırlı görsel aralığımızın ötesinde çok fazla şey gösterebilir. Sadece bir örnek olarak, Son derece uzak gökadalardan gelen ışık, kozmik genişleme ile kızılötesi dalga boylarına girerJWST'nin mükemmel olduğu.
Aslında, farklı dalga boylarında görebilen uzay teleskopları, her türlü şaşırtıcı göksel nesne ve olayları keşfetmek için çok önemlidir. X-ışınları, birikme diskleri içlerindeki konu içe doğru düştüğü için yüksek enerjili ışık üreten ilk kara delikleri bulmada kritikti. Gama ışını patlamaları, son derece güçlü patlamalar, başlangıçta uzaya dayalı gözlemlerle tespit edildi. Kahverengi cüceler (esasen başarısız yıldızlar) çok az görünür ışık yayar, ancak şimdi kataloglarımızdaki binlerce kişiyle saydığımız kızılötesi yeterince parlaktır.
Bu diğer ışık türlerini gözlemlemek, bunların ve diğer fenomenlerin altında yatan astrofizik hakkında önemli ayrıntıları ortaya çıkarmak için kritiktir. Sadece elektromanyetik spektrumdaki gözlemleri birleştirerek, evrenin nasıl çalıştığını gerçekten anlayabiliriz.
Yine de, teleskopları uzaya fırlatmak çok fazla sorun ve masraf. Hubble ile ilgili resmi çalışma 1970'lerde başladı, ancak gecikmeler onu onlarca yıldır yerde tuttu. Ayrıca bir maliyeti pay Para: kabaca 19,5 milyar dolar Toplam 1977 ve 2021 arasında, bugünün dolarlarında. (Operasyonel maliyetler yılda yaklaşık 100 milyon dolar oldu Son yıllarda, ancak Hubble bütçe kesintileriyle karşı karşıya.) JWST, piyasaya sürülmeden önce 10 milyar dolardı ve çalıştırmak projenin toplam fiyat etiketine yılda yaklaşık 170 milyon dolar ekliyor.
Bunu Avrupa Güney Gözlemevi'nin son derece büyük teleskopu veya şu anda yapım aşamasında olan 39 metrelik bir devi olan ELT ile karşılaştırın Bunun tahmini bütçesi 2 milyar doların altında. Yerde bina daha basittir, daha az test gerektirir ve daha fazla hataya toleranslıdır, bu da para için çok daha fazla patlama sağlar.
Bununla birlikte, yer tabanlı ve uzay tabanlı teleskopların yetenekleri farklıdır. Genel olarak, büyük dünyaya bağlı teleskoplar çok fazla ışık toplayabilir ve hafif yapılar görebilir, ancak ELT hariç, uzay tabanlı meslektaşlarının çözünürlüğüne sahip değiller ve gezegenimizin havasının şeffaflık penceresinin dışında ışık göremiyorlar. Ayrıca, her gözlemin uzaydan yapılması gerekmez; Birçoğu yerden gayet iyi yapılabilir, daha pahalı ve sıkı bir şekilde planlanan uzay teleskoplarında zaman ayırır.
Bu iki tür tesisin birbirlerine karşı çukurlaşması - neden diğerine sahip olabildiğimizde bir tane var? - bunu düşünmenin yanlış bir yoludur. Yapmazlar rekabet etmek; Onlar tamamlayıcı. Birlikte, kozmos hakkında her ikisinden de verebileceğinden çok daha net bir görünüm sağlarlar. Astronominin ikisine de ihtiyacı var.