ジェイムズウェッブ望遠鏡のMIRI機器は非常に冷たくなります

MIRIになるものについての概念研究は1990年代後半に始まりました

ジョナサンエイモス サイエンス特派員 @BBCAmos

ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡の中赤外線機器は現在、その超低動作温度になっています。

それはおそらくまさにクールの定義です。
ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡の中赤外線機器は現在、その超低動作温度になっています。

英国で組み立てられた機器は、明らかに肌寒い-267C、つまり「絶対零度」よりわずか6度上に達しました。

この想像を絶する低温は、すべての原子が揺れを止めることになっている点にそれほど遠くありません。

MIRIの極寒の状況により、ウェッブ天文台は遠方の宇宙をかつてないほど詳細に見ることができます。

水曜日に米国の宇宙機関であるNASAによって確認された気温のマイルストーンは、英国の共同主任研究員であるジリアン・ライト教授によって歓迎されました。

「クールダウンプロセスは、私たちの熱設計の検証でした」と彼女はBBCニュースに語った。

「これらのことを計画するとき、常に不測の事態が発生します。「もしも」があります。これが起こった場合、または起こった場合、どのように対応しますか？しかし、それは1回のストレートショットで行われました。これは本当に素晴らしい成果です。」

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望遠鏡が電磁スペクトルのさまざまな部分をどのようにカバーするか
MIRIは、由緒あるハッブル宇宙望遠鏡の後継であり、革新的であると期待されているWebbの4つの機器の1つです。

ただし、主な違いは、Webbは、赤外線でより長い波長で宇宙を見るように調整されることです。

これは、それ自体のハードウェアを含むすべての熱源から保護する必要があることを意味します。そうしないと、検出したい光スペクトルの同じ部分で光ります。

この目的のために、Webbは12月25日に打ち上げられた直後に巨大な日よけを配備しました。

このテニスコートサイズの膜は、望遠鏡のすべての重要な部分を日陰に置きました。

これは、宇宙環境では、Webb上の3つの機器を-233°C未満の目標温度に受動的に冷却するか、より科学的な温度尺度である40ケルビンを使用するのに十分でした。

しかし、これは、Webbの感度範囲で最も長い赤外線波長で動作するMIRIにとっては十分に寒くはありません。

「私たちの検出器は7K未満である必要があります。そうしないと、「暗電流」と呼ばれるものでいっぱいになります」とライト教授は述べています。

「この温度よりも高い場合、検出器内の原子の固有の動きが電荷を生成し、それが7K以上で測定されます。MIRI内の光学系またはミラーは12K未満である必要があります」とエジンバラの英国天文学技術センターは説明した。

望遠鏡の比較

さらに低温の体制を実現するには、米国の航空宇宙メーカーであるノースロップグラマンのエンジニアによって開発されたアクティブクーリングユニットまたはクライオクーラーが必要でした。

このユニットは、望遠鏡全体でさまざまな圧力のヘリウムガスを駆動して、MIRI内の過剰な熱を吸収し、それを機器から十分に排出するポンプ、バルブ、および配管のネットワークです。

動作温度が達成されたので、MIRIチームは観測の準備に取り掛かることができます。

これには、最初に、望遠鏡の他の機器と同様に、MIRIでもWebbの6.5m幅の巨大なミラーの焦点を合わせることが含まれます。

次に、キャリブレーション作業があります。MIRIがカメラと分光器からのデータを、期待され理解されている方法で配信していることを確認します。

これにはすべて、数か月かかる可能性があります。

MIRIのカメラは、ハッブルが行ったように、最終的には宇宙の素晴らしい景色を私たちに提供します。分光器は、視界にある多くの物体の化学的性質、温度、密度、および速度を明らかにします。

ジェイムズ・ウェッブには、宇宙で輝く最初の星を探すことや、銀河の形成と進化を詳細に研究することなど、多くの目標があります。

MIRIはこれらすべてに関与します。

そのスマートテクノロジーの中には、4つのコロナグラフがあります。
これらは、高コントラストのイメージングで使用するために視野全体に配置された小さなディスクです。

それらは、ウェッブがその軌道を回る惑星だけを研究するために星のまぶしさを遮断することを可能にするでしょう。

コロナグラフは、ドイツのハイデルベルクにあるマックスプランク天文学研究所（MPIA）によって開発されたさまざまなイメージングフィルターのホイール上にあります。

このメカニズムは、MIRIの検出器や光学系と同様に、今後20年間、機器内部の超低温状態で機能し続ける必要があります。

MIRIは、英国を中心とするヨーロッパのコンソーシアムとNASAのパートナーシップにより制作されました。コンポーネントは、望遠鏡に統合するために米国に出荷される前に、英国で組み立てられ、テストされるために、ヨーロッパとアメリカ中から持ち込まれました。

MIRIになるものについての概念研究は、1990年代後半に始まりました。これで、宇宙の画像化と分析を開始する準備がほぼ整いました。

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