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Das Geheimnis des Webb-Teleskops: Wie beobachtet es entfernte Galaxien?
Seit dem erfolgreichen Start des Webber-Teleskops (JWST) Ende 2021 hat dieses als „Riese im Weltraum“ bekannte Teleskop begonnen, die Geheimnisse des Universums zu enthüllen. Als größtes jemals gebautes Weltraumteleskop verfügt Webb über beispiellose Beobachtungsfähigkeiten, insbesondere im Infrarotbereich. Wie nutzt das Webb-Teleskop seine fortschrittliche Technologie, um den Schleier der Zeit zu durchdringen und jene Galaxien zu beobachten, die weit von der Erde entfernt sind und schwaches Licht haben?
Webb kann einen viel größeren Bereich beobachten als Hubble und Objekte erkennen, die 100-mal schwächer sind als Hubble.
Design und Technologie des Webb-Teleskops
Der Hauptspiegel des Webb-Teleskops hat einen Durchmesser von 6,5 Metern und besteht aus 18 sechseckigen Linsen, was ihm eine Lichtsammelfläche von etwa 25 Quadratmetern verleiht, was mehr als sechsmal größer ist als Hubbles 4-Quadrat Meter. Sammelfähigkeit. Dieses Design ermöglicht es Webb nicht nur, mehr Licht zu sammeln, sondern sorgt auch für eine gute Bildschärfe bei der Beobachtung entfernter Objekte.
Webbs Arbeitsbereich umfasst langwelliges sichtbares Licht und Licht im mittleren Infrarotbereich (0,6 bis 28,5 μm), was es ihm ermöglicht, die Entstehung von Planeten und Galaxien im früheren Universum zu beobachten.
Die Fähigkeit, entfernte Galaxien zu beobachten
Die Beobachtungsfähigkeiten des Webb-Teleskops im langen Wellenlängenbereich machen es zu einem wichtigen Werkzeug für die Beobachtung des frühen Universums. Es kann bis vor etwa 1,8 Milliarden Lichtjahren mit einer Rotverschiebung von z≈20 zurückverfolgt werden, einer Zeit kurz vor der Entstehung von Leben. Diese Beobachtungsfähigkeit ist entscheidend für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Galaxien.
Webb kann Staubwolken im Universum durchdringen und so Sterne und Planeten leichter beobachten, die in der Vergangenheit verborgen waren.
Webbers Laufort und Umgebung
Webb arbeitet am Lagrange-Punkt Sonne-Erde L2, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Diese Position kann nicht nur den Schatteneinfluss der Erde und des Mondes effektiv vermeiden, sondern auch kontinuierlich und stabil Energie empfangen. Dies bedeutet, dass Webb seine Betriebstemperatur über lange Zeiträume unter 50 K halten kann, was für Infrarotbeobachtungen von entscheidender Bedeutung ist.
Webers fünfschichtiger Sonnenschutz
Um diese niedrige Temperatur aufrechtzuerhalten, entwarf Weber einen großen, fünfschichtigen Sonnenschutz aus einem Material, das so dünn wie ein menschliches Haar ist. Diese Schichten reduzieren nicht nur die Hitze der Sonne, sondern verhindern auch die Wärmestrahlung von Erde und Mond und bewahren so die Stabilität der Komponenten, die zweifellos der Grundstein für seine leistungsstarken Beobachtungsfähigkeiten ist.
Ausrüstung wissenschaftlicher Instrumente
Webb ist mit vier fortschrittlichen wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, nämlich NIRCam, NIRSpec, MIRI und FGS/NIRISS. Jedes Instrument verfügt über seine eigenen einzigartigen Beobachtungsmöglichkeiten. Dadurch kann Webb bildgebende und spektroskopische Analysen bei verschiedenen Wellenlängen durchführen, einschließlich der Beobachtung von Exoplaneten und anderen lichtschwachen Objekten.
Das präzise Design dieser Instrumente liefert nicht nur klare Bilder, sondern unterscheidet auch effektiv schwaches Sternenlicht vom Hintergrundrauschen, was für die Erforschung von Zeichen des frühen Universums von entscheidender Bedeutung ist.
Zukunftsaussichten des Webb-Teleskops
Mit dem Betrieb des Webb-Teleskops erwarten Wissenschaftler, viele neue Arten von Himmelsobjekten zu entdecken und möglicherweise sogar den Prozess der Planetenentstehung und den „Ursprung des Lebens“ aufzudecken. Da viele Beobachtungsprojekte vorgeschlagen werden, werden Webbs Beobachtungsdaten die astronomische Forschung für Jahrzehnte und kommende Generationen prägen.
Webbs Mission besteht nicht nur darin, die großartigen Bilder im Universum zu finden, sondern auch weiterhin den Ursprung und die Entwicklung unseres Universums aufzudecken. Wie wird Webber bei dieser mysteriösen Weltraumforschung unser Verständnis des Universums voranbringen und neues Denken anregen?
