Zastanawiasz się nad sześcioma promieniami z obrazu testowego JWST? Oto dlaczego tak się dzieje

w Instytut Naukowy Teleskopu Kosmicznego (STSI) W Baltimore w stanie Maryland inżynierowie NASA są zajęci ustawianiem luster i instrumentów na Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). W międzyczasie zespół ekspedycyjny dał nam kolejny wgląd w to, co uważa za to obserwatorium – następcę czcigodnego obserwatorium Kosmiczny teleskop Hubble – Zobaczysz, gdy jest w pełni włączony. Ostatni żart to „Obraz oceny ustawienia teleskopu” odległej gwiazdy, która się pojawia czerwony i kolczasty!

Ten kamień milowy oznacza zakończenie piątego etapu przygotowań, znanego jako „mikroetapy”, w którym kontrolerzy misji zmodyfikowali każdą część sekcji zwierciadła głównego Webba, aby uzyskać jednolity obraz przy użyciu wyłącznie kamery bliskiej podczerwieni (NIRCam). Ten obraz skupiał się na jasnej gwieździe w centrum układu JWST. Ta gwiazda jest znana jako 2 diamenty J17554042 + 6551277 Znajduje się około 2000 lat świetlnych od Ziemi.

Czułość optyki Webba i NIRCam (oraz czerwony filtr poprawiający kontrast wizualny) oznaczała, że ​​galaktyki tła i gwiazdy były również widoczne. Ale podczas gdy gwiazdy i galaktyki w tle znajdują się miliardy lat od nas (i lekko zniekształcone), gwiazda na pierwszym planie wznosi się z wyglądu. Jest to znane jako Kolce dyfrakcyjne (lub „pająk”), który odnosi się do artefaktów utworzonych przez lustro wtórne lub aperturę teleskopu.

Zdjęcie gwiazdy oceny wyrównania, nazwanej 2MASS J17554042 + 6551277. Źródło: NASA/STScI

według Dr Christopher S. PtakAdiunkt Fizyki at Zachodni Teksas A&M University:

Niektóre teleskopy są wyposażone w duże zwierciadło główne, które skupia wpadającą wiązkę światła na zwierciadle wtórnym lub czujniku zamontowanym nad zwierciadłem głównym. Zwierciadło wtórne kieruje światło z teleskopu, aby można je było zobaczyć lub dalej przetwarzać. Lub, alternatywnie, czujnik zamontowany nad zwierciadłem głównym zamienia obraz na sygnał elektryczny, który jest podłączony do komputera.”

Kluczem do wysokości dyfrakcji, pisze Bird, jest to, że zwierciadło wtórne (lub czujnik) jest utrzymywane nad zwierciadłem głównym za pomocą prętów nośnych (znanych również jako rozpórki lub wirniki), które blokują wchodzące światło. Gdy światło gwiazd wpada do teleskopu i kieruje się w stronę zwierciadła głównego, część z nich omija pręty nośne i lekko się odchyla. Ta dyfrakcja ostatecznie przesuwa światło do końcowego obrazu, tworząc „pająka” odpowiadającego pozycji prętów nośnych (nie oryginalnemu obrazowi).

READ  Dramatyczne obrazy pokazują zderzenie statku kosmicznego z asteroidą

„W przypadku gwiazd i innych jasnych punktowych źródeł światła ten zmieniający się wzór światła przyjmuje postać promienistych kolców” – dodaje Bird. „Kiedy pręty podtrzymujące zwierciadło wtórne teleskopu mają ładny, symetryczny wzór krzyżowy, wysokości dyfrakcji na obrazie gwiazdy przyjmują ten sam wzór krzyżowy”.

Jedno spojrzenie na zwierciadło wtórne JWST pokazuje, że nie odpowiada ono dyfrakcji krzyżowej lub sześciobocznej „pająka”. Jednak dyfrakcja może również wystąpić z powodu krawędzi apertury teleskopu, przez którą również musi przechodzić wpadające światło. Ponieważ apertury soczewek w większości teleskopów i aparatów są okrągłe, zazwyczaj tworzą one pierścienie dyfrakcyjne, a nie bardzo słabe kolce – znane jako „wzór antenowy”.

Główne lustro Webba przechwytuje światło czerwone i podczerwone, które przemieszcza się w przestrzeni i odbija je z powrotem do mniejszego lustra wtórnego. Źródło: OBRAZ: STScI, Andi James (@STScI)

Jak wyjaśnił Baird, skoki dyfrakcyjne mogą również wystąpić z powodu sześciokątnych szczelin, co jest zgodne z James Webb plastry lustrzane:

„Jeśli apertura nie jest okrągła, ale ma inny kształt, to zarówno pierścienie, jak i kolce mogą wynikać tylko z apertury. Te wielokątne apertury również powodują kolce dyfrakcyjne. Zatem wysokości dyfrakcji widoczne na obrazach zarejestrowanych przez kamery oparte na obiektywie nie są spowodowane przez pręty Wspornik, ale ze względu na nieokrągłą aperturę. W przeciwieństwie do tego, teleskopy zwykle mają okrągłe apertury, dzięki czemu tworzą obrazy z kolcami dyfrakcyjnymi spowodowanymi przez pręty wsporcze.”

Jest to powszechne w segmentowych zwierciadłach głównych, które są powszechne w obserwatoriach naziemnych. Przykłady zawierają Teleskopy KikTen Gran Telescopio, Wyspy Kanaryjskie (OWH) oraz Hobby teleskop Eberle (HET) i duży teleskop południowoafrykański (Sól i Teleskop światłowodowy do spektroskopii wieloobiektowej do dużych obszarów nieba (Lamost) w Chinach. Z 6,5 m (21 stóp 4 cale) zwierciadłem głównym (składającym się z 18 sześciokątów zwierciadła berylowego), Webb jest pierwszym teleskopem kosmicznym wykorzystującym taką konstrukcję.

READ  Australia: Naukowcy stwierdzili, że nowo odkryty rodzaj krokodyla zjadł podczas ostatniego posiłku małego dinozaura

Chociaż są miesiące wcześniej sieć Ten obraz, rozpoczynający procesy naukowe i oferujący nowe spojrzenie na wszechświat, jest kamieniem milowym. Wskazuje, że etap 5 został zakończony i że podstawowe urządzenie obrazujące i system optyczny Webba działają zgodnie z oczekiwaniami. Jak zauważył zastępca dyrektora Webba Teleskopu Optycznego, Ritva Keski Koha w niedawnym NASA informacja prasowaZwiększyło to zaufanie zespołu misyjnego do teleskopu.

„Ustawiliśmy teleskop i skupiliśmy go całkowicie na gwieździe, a osiągi były powyżej specyfikacji” – powiedziała. „Jesteśmy podekscytowani tym, co to oznacza dla nauki. Teraz wiemy, że zbudowaliśmy odpowiedni teleskop”. W ciągu następnych sześciu tygodni zespół będzie kontynuował pozostałe etapy dopasowywania przed ostatecznymi przygotowaniami do instrumentu naukowego.

Zespół jest obecnie w szóstym etapie przygotowań, gdzie dokona pomiarów w wielu punktach w terenie i rozszerzy ustawienie na pozostałe instrumenty – spektrometr bliskiej podczerwieni (NIRSpec), instrument średniej podczerwieni (Maryja) i Blisko kamery na podczerwień i spektrografu bez szczelin (Nerys). W tym momencie algorytm oceni wydajność każdego instrumentu, a następnie obliczy ostateczne poprawki potrzebne do uzyskania dobrze skoordynowanego teleskopu we wszystkich instrumentach naukowych.

Następnie rozpocznie się ostatni krok wyrównywania Webba, a zespół dostosuje wszelkie drobne błędy pozostawione w pozycjach w segmentach lustrzanych. powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca dyrektora Dyrekcja Misji Naukowych NASA (SMD) w Waszyngtonie:

„Ponad 20 lat temu zespół Webba postanowił zbudować najpotężniejszy teleskop, jaki ktokolwiek kiedykolwiek umieścił w kosmosie i stworzył odważny projekt optyczny, aby osiągnąć wymagające cele naukowe. Dziś możemy powiedzieć, że projekt odniesie sukces.”

Zespół jest na dobrej drodze, aby ukończyć wszystkie aspekty element teleskopu optycznego (OTE) do początku maja przed przejściem do ostatnich dwóch miesięcy przygotowań instrumentów naukowych (faza 7). Oczekuje się, że przygotowania zostaną zakończone do tego lata, kiedy zostaną opublikowane pierwsze obrazy internetowe w pełnej rozdzielczości i dane naukowe. Przygotuj się na więcej niesamowitych zdjęć, takich jak te!

READ  Meteor Perseid jest w drodze - ale jest duży problem

Mówiąc o zdjęciach, sprawdź #JWSTart prezentacjeJakieś zalety? Sztuka inspirowana JWST.

Dogłębna lektura: NASAA Zachodni Teksas A&M University

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.