На космическом телескопе «Джеймс Уэбб» произошло знаменательное событие: прибор MIRI (Mid-Infrared Instrument), предназначенный для наблюдений в среднем инфракрасном диапазоне, успешно охладился до своей рабочей температуры. Это самая низкая температура среди всех научных инструментов обсерватории. Сейчас специалисты проводят финальную калибровку прибора, завершая тем самым многомесячный процесс подготовки крупнейшего и самого мощного космического телескопа в истории.
Прошло почти четыре месяца с момента запуска «Джеймса Уэбба» 25 декабря, и обсерватория приближается к началу своей научной миссии. 7 апреля инструмент MIRI, один из четырёх ключевых научных приборов, достиг запланированной рабочей температуры в 7 кельвинов, что соответствует -266 градусам Цельсия. Теперь он готов исследовать Вселенную в среднем инфракрасном диапазоне с беспрецедентной чувствительностью, открывая взору учёных объекты, скрытые космической пылью, и изучая самые далёкие галактики.
Путь к экстремальному холоду
Достижение необходимых для работы температур стало одной из самых сложных технических задач после запуска. В то время как другие приборы телескопа (NIRCam, NIRSpec и NIRISS) работают в ближнем инфракрасном диапазоне, уникальные возможности MIRI потребовали гораздо более глубокого охлаждения.
Первоначально все приборы охладились примерно до 90 К в тени гигантского пятислойного солнцезащитного экрана телескопа. Однако для MIRI этого было недостаточно. Чтобы опустить его температуру до целевых 7 К, был задействован специальный криогенный охладитель с замкнутым контуром, использующий холодный гелий. После нескольких недель работы охладитель снизил температуру MIRI до 15 К, после чего процесс замедлился. Этот этап, известный как «точка защемления», стал самым критическим. Преодолеть его удалось благодаря серии тщательно отработанных за 30 лет наземных испытаний операций, которые в итоге позволили температуре прибора опуститься ниже 7 кельвинов.
Зачем нужен такой холод?
Сверхнизкие температуры — не прихоть, а необходимое условие для работы инфракрасной обсерватории. Они решают две фундаментальные проблемы.
Во-первых, это собственное тепловое излучение самого телескопа и его приборов. Любой объект, температура которого выше абсолютного нуля, испускает инфракрасные лучи. Если бы инструменты «Уэбба» не были охлаждены, их собственное «тепловое свечение» полностью заглушило бы слабый свет от далёких звёзд и галактик. Охлаждение сводит этот фоновый шум к минимуму.
Во-вторых, это явление, известное как «тёмновой ток». Оно возникает из-за тепловых колебаний атомов в полупроводниковых детекторах камеры, которые создают электрический сигнал, имитирующий приход фотонов света из космоса. Чем ниже температура детектора, тем меньше эти колебания и, соответственно, меньше ложных сигналов, что повышает точность и достоверность наблюдений.
MIRI, работающий на более длинных волнах, особенно чувствителен к тёмновому току. С каждым лишним градусом температуры этот ток возрастает в десять раз. Именно поэтому для его корректной работы потребовалась экстремально низкая температура в 7 К, в отличие от 35-40 К, достаточных для приборов ближнего инфракрасного диапазона.
Когда температура MIRI стабилизировалась на отметке 6,4 К, команда инженеров проверила работоспособность детектора. Результаты полностью соответствовали ожиданиям. Майк Ресслер, научный руководитель проекта MIRI, поделился эмоциями: «Всё было как в кино: каждый шаг был заранее прописан и отрепетирован. Когда пришли телеметрические данные, я испытал восторг, увидев, что всё работает именно так, как мы планировали, и у нас есть полностью исправный инструмент».
Теперь, когда все инструменты «Джеймса Уэбба» достигли своих рабочих температур, начинается финальная фаза подготовки — детальная калибровка и тестирование. Команда будет наводить телескоп на известные звёзды и другие объекты, чтобы проверить и настроить все системы, включая MIRI. Эта работа ведётся параллельно для всех приборов. Ожидается, что уже этим летом «Джеймс Уэбб» сделает свои первые полноценные научные снимки, которые откроют новую эру в астрономии.
#наука #космос #космос исследования #телескоп #джеймс уэбб #новости #в ожидании чуда #новые горизонты #интересное
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: Последний инструмент "Джеймса Уэбба", камера miri, достиг рабочей температуры.