Alates ajast, mil esimene teleskoop loodi juba 1608. aastal, on inimkond selle tehnoloogia arendamisel läbinud väga pika tee. Tänapäeva teleskoobid on niivõrd arenenud, et nendega saab vaadata peaaegu universumi algusaegadesse. Tekibki küsimus: milline teleskoop on praegu kõige võimsam ja kui kaugele on võimalik sellega näha?
James Webbi kosmoseteleskoop – praegu võimsaim
Praegu peetakse kõige võimsamaks teleskoobiks James Webb Space Telescope’i. See saadeti orbiidile 2021. aasta lõpus. Selle peamine ülesanne on jäädvustada infrapunakiirgust, mida inimsilm ei näe, kuid mis võimaldab jälgida väga kaugeid taevakehi.
James Webbi eelkäija, Hubble’i kosmoseteleskoop, töötas peamiselt nähtava valguse ja ultraviolettkiirguse vahemikus. Paljud kosmilised objektid kiirgavad aga väga vähe nähtavat valgust. Seepärast ei näe me neid ei palja silmaga ega ka tavapäraste teleskoopidega.
Infrapunakiirgusel on seevastu väga pikad lained, mis võivad läbida hiiglaslikke vahemaid ning tungida läbi tolmupilvede, mis sageli takistavad vaadet. Just seetõttu on selline kiirgus eriti väärtuslik teadlastele, kes uurivad universumi kõige vanemaid objekte.
Miks teleskoobid saadetakse kosmosesse?
Maapinnal asuvad teleskoobid peavad arvestama mitmesuguste häiringutega: õhus hõljuvad tolmuosakesed, valgusreostus ning atmosfääri liikumine moonutavad pilti ja raskendavad kaugete objektide jälgimist. Selle vältimiseks viidi James Webb kosmosesse, peaaegu miljoni kilomeetri kaugusele Maast.
Seal, niinimetatud Lagrange’i punktis, saab teleskoop töötada stabiilselt, ilma et Maa atmosfäär tema vaatlusi segaks.
Kui vaatame öist tähistaevast, siis tegelikult vaatame minevikku. Kaugelt tähtedest lähtuv valgus jõuab meieni alles aastaid, tuhandeid või isegi miljardeid aastaid hiljem. Näiteks kulub valgusel Päikeselt Maale jõudmiseks umbes kaheksa minutit, kuid valgus kaugetest galaktikatest võib teel olla miljardeid aastaid.
James Webb on suuteline nägema objekte, mis tekkisid vaid umbes sada miljonit aastat pärast Suurt Pauku. See on peaaegu maksimaalne piir, kui kaugele ajas tagasi on võimalik universumi ajalugu valguse abil uurida.
Hiigelsuur peegel ja ülitugev tundlikkus
James Webbi tõeline võimsus peitub tema põhipeeglis, mille läbimõõt on üle kuue meetri. See kogub tohutul hulgal valgust ja suunab selle ülitäpsetele anduritele, mis suudavad registreerida isegi äärmiselt nõrku signaale väga kaugetest objektidest.
Võrdluseks: Hubble’i teleskoobi peegel on märksa väiksem ja seetõttu jõuab selle anduriteni vähem informatsiooni.
Üks kaugeimaid galaktikaid, mida James Webbil on õnnestunud näha, on JADES GS z14 0. Arvatakse, et see tekkis umbes 13,5 miljardit aastat tagasi, s.t üsna varsti pärast Suurt Pauku. Teine galaktika, millele on antud nimi MoM z14, võib olla isegi veel vanem. Taolised avastused aitavad uurida universumi esimesi kujunemisjärke.
Kuidas toimib punanihke nähtus?
Üks olulisemaid meetodeid, mille abil saab määrata, kui kaugel kosmiline objekt asub, on punanihke mõõtmine. Universum laieneb ning selle käigus venib valguse lainepikkus. Mida kaugemal on objekt, seda rohkem on tema valgus nihkunud spektri punase osa suunas.
Mida pikemaks venib valguse laine, seda kaugemalt see pärineb. Punanihke suurus annab seega teadlastele väärtuslikku infot nii objekti kauguse kui ka universumi laienemise ajaloo kohta.
Tuleviku teleskoobid ja uued teadmised universumist
Kuigi James Webb on praegu maailma võimsaim teleskoop, on juba kavandamisel järgmised projektid. Näiteks valmistub Hiina välja saatma China Space Station Telescope’i, mis suudab jälgida veelgi laiemat valgusspektri osa ja pakkuda täiesti uusi teadmisi universumi kohta.
Tänu sellistele tehnoloogiatele liigub inimkond üha lähemale vastustele vanimatele küsimustele meie päritolu ja koha kohta universumis.
