Ĉar lumo vojaĝas tra spaco, ĝi estas etendita per la vastiĝo de la universo.Tial multaj el la plej malproksimaj objektoj brilas en la infraruĝo, kiu havas pli longan ondolongon ol videbla lumo.Ni ne povas vidi ĉi tiun antikvan lumon per la nuda okulo, sed la Kosmoteleskopo James Webb (JWST) estas dizajnita por kapti ĝin, rivelante kelkajn el la plej fruaj galaksioj iam formitaj.
Apertura Maskado: Boritametaloplato blokas iom da el la lumo eniranta la teleskopon, permesante al ĝi imiti interferometron kiu kombinas datenojn de multoblaj teleskopoj por atingi pli altan rezolucion ol ununura lenso.Ĉi tiu metodo elmontras pli da detaloj en tre helaj objektoj en proksima proksimeco, kiel du proksimaj steloj sur la ĉielo.
Micro Gate Array: krado de 248,000 malgrandaj pordegoj povas esti malfermita aŭ fermita por mezuri la spektron - la disvastigon de lumo malsupren al ĝiaj konsistigaj ondolongoj - ĉe 100 poentoj en unu kadro.
Spektrometro: krado aŭ prismo apartigas okazantan lumon en spektron por montri la intensecon de individuaj ondolongoj.
Fotiloj: JWST havas tri fotilojn - du kiuj kaptas lumon en la proksimaj infraruĝaj ondolongoj kaj unu kiu kaptas lumon en la mezaj infraruĝaj ondolongoj.
Integra kampa unuo: La kombinita fotilo kaj spektrometro kaptas bildon kune kun la spektro de ĉiu pikselo, montrante kiel lumo ŝanĝiĝas en la vidkampo.
Kronagrafoj: Brilego de helaj steloj povas bloki malfortan lumon de planedoj kaj derompaĵdiskoj orbitantaj tiujn stelojn.Koronografoj estas maldiafanaj cirkloj, kiuj blokas helan stellumon kaj permesas trapasi pli malfortajn signalojn.
Fine Gvida Sensilo (FGS)/Proksime Infraruĝa Bildilo kaj Senfenda Spektrometro (NIRISS): La FGS estas indika fotilo kiu helpas direkti la teleskopon en la ĝusta direkto.Ĝi estas pakita kun NIRISS, kiu havas fotilon kaj spektrometron, kiuj povas kapti proksimajn infraruĝajn bildojn kaj spektrojn.
Near Infrared Spectrometer (NIRSpec): Tiu specialeca spektrometro povas samtempe akiri 100 spektrojn tra aro de mikroobturatoroj.Ĉi tiu estas la unua spaca instrumento kapabla fari spektran analizon de tiom da objektoj samtempe.
Proksima Infraruĝa Fotilo (NIRCam): La nura proksima infraruĝa instrumento kun koronagrafo, NIRCam estos ŝlosila ilo por studi eksoplanedojn kies lumo alie estus obskurita per la brilego de proksimaj steloj.Ĝi kaptos alt-rezoluciajn preskaŭ-infraruĝajn bildojn kaj spektrojn.
Mez-infraruĝa instrumento (MIRI): Ĉi tiu fotilo/spektrografkombinaĵo estas la nura instrumento en la JWST kiu povas vidi mez-infraruĝan lumon elsenditan per pli malvarmetaj objektoj kiel ekzemple derompaĵdiskoj ĉirkaŭ steloj kaj tre malproksimaj galaksioj.
Sciencistoj devis fari ĝustigojn por transformi la krudajn datumojn de JWST en ion, kion la homa okulo povas aprezi, sed ĝiaj bildoj estas "realaj", diris Alyssa Pagan, scienca vizio-inĝeniero ĉe la Kosmoteleskopa Scienca Instituto.“Ĉu ĉi tio vere ni vidus, se ni estus tie?La respondo estas ne, ĉar niaj okuloj ne estas dizajnitaj por vidi en la infraruĝo, kaj teleskopoj estas multe pli sentemaj al lumo ol niaj okuloj."La vastigita vidkampo de la teleskopo permesas al ni vidi tiujn kosmajn objektojn pli realisme ol niaj relative limigitaj okuloj povas.JWST povas preni bildojn uzante ĝis 27 filtrilojn kiuj kaptas malsamajn intervalojn de la infraruĝa spektro.Sciencistoj unue izolas la plej utilan dinamikan gamon por donita bildo kaj skalas la brilvalorojn por malkaŝi kiel eble plej multe da detaloj.Ili tiam asignis al ĉiu infraruĝa filtrilo koloron en la videbla spektro - la plej mallongaj ondolongoj iĝis bluaj, dum la pli longaj ondolongoj iĝis verdaj kaj ruĝaj.Kunigu ilin kaj vi restas kun la normala blankbalanco, kontrasto kaj koloraj agordoj, kiujn ajna fotisto verŝajne faros.
Dum plenkoloraj bildoj estas hipnotigaj, multaj ekscitaj malkovroj estas faritaj unu ondolongo samtempe.Ĉi tie, la NIRSpec-instrumento montras diversajn trajtojn de la Tarantula Nebulozo tra diversajfiltriloj.Ekzemple, atoma hidrogeno (blua) radias ondolongojn de la centra stelo kaj ĝiaj ĉirkaŭaj vezikoj.Inter ili estas spuroj de molekula hidrogeno (verda) kaj kompleksaj hidrokarbidoj (ruĝaj).Indico indikas ke la stelamaso en la malsupra dekstra angulo de la kadro blovas polvon kaj gason direkte al la centra stelo.
Ĉi tiu artikolo estis origine publikigita en Scientific American 327, 6, 42-45 (decembro 2022) kiel "Malantaŭ la Bildoj".
Jen Christiansen estas altranga grafikredaktisto ĉe Scientific American.Sekvu Christiansen ĉe Twitter @ChristiansenJen
estas Ĉefredaktisto por Spaco kaj Fiziko ĉe Scientific American.Ŝi havas bakalaŭron en astronomio kaj fiziko de Wesleyan University kaj magistron en sciencĵurnalismo de la Universitato de Kalifornio, Santa Cruz.Sekvu Moskowitz ĉe Twitter @ClaraMoskowitz.Foto ĝentileco de Nick Higgins.
Malkovru sciencon, kiu ŝanĝas la mondon.Esploru nian ciferecan arkivon de 1845, inkluzive de artikoloj de pli ol 150 Nobel-premiitoj.