mayo 19, 2022

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¿Se pregunta acerca de los seis rayos de una imagen de prueba JWST? He aquí por qué sucede esto

¿Se pregunta acerca de los seis rayos de una imagen de prueba JWST?  He aquí por qué sucede esto

En el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STSI) En Baltimore, Maryland, los ingenieros de la NASA están ocupados alineando los espejos y los instrumentos en Telescopio espacial James Webb (JWST). Mientras tanto, el equipo de expedición nos ha dado otro vistazo de lo que considera este observatorio: el sucesor del venerable observatorio. telescopio espacial Hubble – Lo verás una vez que esté completamente encendido. El último chiste es una “Imagen de evaluación de alineación del telescopio” de una estrella distante que aparece rojo y puntiagudo!

Este hito marca la finalización de la quinta etapa de preparación, conocida como “microetapas”, en la que los controladores de la misión modificaron cada parte de las secciones del espejo primario de Webb para producir una imagen uniforme usando solo la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam). Esta imagen se centró en una estrella brillante en el centro de la alineación JWST. Esta estrella se conoce como 2 Diamantes J17554042 + 6551277 Se encuentra a unos 2.000 años luz de la Tierra.

La sensibilidad de la óptica Webb y NIRCam (y un filtro rojo que mejora los contrastes visuales) significó que las galaxias y estrellas de fondo también fueran visibles. Pero mientras que las estrellas y las galaxias en el fondo están a miles de millones de años de distancia (y ligeramente distorsionadas), la estrella de primer plano parece estar saliendo. Esto se conoce como Picos de difracción (o “araña”), que se refiere a los artefactos creados por el espejo secundario o la apertura de un telescopio.

Imagen de una estrella de evaluación de alineación, llamada 2MASS J17554042 + 6551277. Crédito: NASA/STScI

de acuerdo a Dr. Christopher S. PájaroProfesor Asistente de Física en Universidad West Texas A&M:

Algunos telescopios tienen un espejo primario grande que enfoca el haz de luz entrante en un espejo secundario o sensor montado sobre el espejo primario. El espejo secundario desvía la luz del telescopio para que pueda verse o procesarse más. O, alternativamente, un sensor montado sobre el espejo primario transforma la imagen en una señal eléctrica que se conecta a una computadora”.

La clave para las alturas de difracción, escribe Bird, es que el espejo secundario (o sensor) se mantiene en su lugar sobre el espejo primario mediante varillas de soporte (también conocidas como puntales o rotores), que bloquean la luz entrante. Cuando la luz de las estrellas entra en el telescopio y se dirige hacia el espejo principal, parte de ella pasa por alto las varillas de soporte y se desvía ligeramente. Esta difracción finalmente desplaza la luz hacia la imagen final, formando una “araña” correspondiente a la posición de las varillas de soporte (no a la imagen original).

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“Para las estrellas y otras fuentes de luz puntuales brillantes, este patrón de luz cambiante toma la forma de picos radiales”, agrega Bird. “Cuando las barras de soporte del espejo secundario de un telescopio se construyen en un bonito patrón cruzado simétrico, las alturas de difracción en la imagen de la estrella adoptan el mismo patrón cruzado”.

Una mirada al espejo secundario JWST muestra que no corresponde a una difracción de “araña” cruzada o de seis lados. Sin embargo, la difracción también puede ser causada por el borde de apertura del telescopio, a través del cual también debe pasar la luz entrante. Debido a que las aperturas de las lentes en la mayoría de los telescopios y cámaras son circulares, generalmente crean anillos de difracción en lugar de picos generalmente muy débiles, lo que se conoce como “patrón de antena”.

El espejo Webb primario intercepta la luz roja e infrarroja que viaja a través del espacio y la refleja de nuevo en un espejo secundario más pequeño. Fuente: IMAGEN: STScI, Andi James (@STScI)

Como señaló Baird, los picos de difracción también pueden ocurrir debido a rendijas hexagonales, lo cual es consistente con james webb rebanadas de espejo:

“Si la apertura no es circular sino que tiene otra forma, tanto los anillos como los picos pueden resultar solo de la apertura. Estas aperturas poligonales también causan picos de difracción. Por lo tanto, las alturas de difracción que se ven en las imágenes capturadas por cámaras con lentes no son causadas por varillas El soporte, pero debido a la apertura no circular. Por el contrario, los telescopios suelen tener aberturas circulares y, por lo tanto, crean imágenes con picos de difracción causados ​​por las varillas de soporte”.

Esto es común en los espejos primarios segmentados, que son comunes en los observatorios terrestres. Ejemplos incluyen Telescopios KikLos Gran Telescopio, Islas Canarias (TCG), y Telescopio Hobby Eberle (HET), y gran telescopio sudafricano (Sal y Telescopio espectroscópico de fibra multiobjeto de área de cielo grande (La mayoría) en China. Con su espejo primario de 6,5 m (21 pies 4 pulgadas) (compuesto por 18 hexágonos de espejo de berilio), Webb es el primer telescopio espacial que utiliza un diseño de este tipo.

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Aunque hay meses antes de eso web Iniciando procesos científicos y ofreciendo nuevas vistas del universo, esta imagen es un hito importante. Indica que la etapa 5 se ha completado y que el sistema óptico y el dispositivo de imagen principal de Webb están funcionando como se esperaba. Como señaló Ritva Keski Koha, subdirectora del Telescopio Óptico de Webb, en un reciente informe de la NASA presione soltarAumentó la confianza del equipo de la misión en el telescopio.

“Alineamos el telescopio y lo enfocamos por completo en una estrella, y el rendimiento estuvo por encima de las especificaciones”, dijo. “Estamos entusiasmados con lo que esto significa para la ciencia. Ahora sabemos que construimos el telescopio correcto”. Durante las próximas seis semanas, el equipo continuará con los pasos de alineación restantes antes de realizar los preparativos finales para el instrumento científico.

El equipo se encuentra actualmente en la sexta etapa de preparación, donde tomarán medidas en múltiples puntos de campo y extenderán la alineación al resto de la instrumentación. espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec), instrumento infrarrojo medio (María y Cerca de la cámara infrarroja y el espectrógrafo sin rendija (Nerys). En este punto, el algoritmo evaluará el rendimiento de cada instrumento y luego calculará las correcciones finales necesarias para lograr un telescopio bien coordinado en todos los instrumentos científicos.

Luego, comenzará el paso de alineación final de Webb y el equipo ajustará cualquier pequeño error que quede en la posición de los segmentos del espejo. Thomas Zurbuchen, director asociado de Dirección de Misiones Científicas de la NASA (SMD) en Washington, DC:

“Hace más de 20 años, el equipo de Webb se propuso construir el telescopio más poderoso que jamás se haya puesto en el espacio y creó un diseño óptico audaz para lograr objetivos científicos exigentes. Hoy podemos decir que el diseño tendrá éxito”.

El equipo está en camino de completar todos los aspectos. elemento de telescopio óptico (OTE) a principios de mayo antes de pasar a los últimos dos meses de preparación de instrumentos científicos (Fase 7). Se espera que los preparativos estén completos este verano, cuando se publiquen las primeras imágenes web de resolución completa y datos científicos. ¡Así que prepárate para más fotos increíbles como estas!

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Hablando de fotos, echa un vistazo #JWSTARTPresentaciones¿Alguna ventaja? Arte inspirado en JWST.

Lectura profunda: NASAY el Universidad West Texas A&M