Երբ լույսը տարածվում է տիեզերքով, այն ձգվում է տիեզերքի ընդարձակման պատճառով:Ահա թե ինչու ամենահեռավոր օբյեկտներից շատերը փայլում են ինֆրակարմիր ճառագայթում, որն ավելի երկար ալիքի երկարություն ունի, քան տեսանելի լույսը:Մենք չենք կարող անզեն աչքով տեսնել այս հնագույն լույսը, սակայն Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակը (JWST) նախատեսված է այն գրավելու համար՝ բացահայտելով երբևէ ձևավորված ամենավաղ գալակտիկաները:
բացվածքի դիմակավորում. ծակոտածմետաղականթիթեղը արգելափակում է աստղադիտակ մտնող լույսի մի մասը՝ թույլ տալով նրան ընդօրինակել ինտերֆերոմետրը, որը միավորում է բազմաթիվ աստղադիտակների տվյալները՝ մեկ ոսպնյակից ավելի բարձր լուծաչափի հասնելու համար:Այս մեթոդը ավելի շատ մանրամասներ է ցույց տալիս մոտակայքում գտնվող շատ պայծառ օբյեկտներում, ինչպիսիք են երկնքի երկու մոտակա աստղերը:
Micro Gate Array. 248,000 փոքր դարպասներից բաղկացած ցանցը կարող է բացվել կամ փակվել՝ մեկ շրջանակում 100 կետով չափելու սպեկտրը՝ լույսի տարածումը մինչև իր բաղադրիչ ալիքի երկարությունները:
Սպեկտրոմետր. վանդակաճաղը կամ պրիզման բաժանում է ընկնող լույսը սպեկտրի մեջ՝ առանձին ալիքների երկարությունների ինտենսիվությունը ցուցադրելու համար:
Տեսախցիկներ. JWST-ն ունի երեք տեսախցիկ՝ երկուսը, որոնք լույս են ֆիքսում մոտ ինֆրակարմիր ալիքի երկարություններում, և մեկը, որը լուսացնում է միջին ինֆրակարմիր ալիքի երկարությունները:
Ինտեգրալ դաշտային միավոր. Համակցված տեսախցիկը և սպեկտրոմետրը պատկեր են գրավում յուրաքանչյուր պիքսելի սպեկտրի հետ միասին՝ ցույց տալով, թե ինչպես է լույսը փոխվում տեսադաշտում:
Պսակագրություններ. պայծառ աստղերի շողերը կարող են արգելափակել թույլ լույսը մոլորակներից և այդ աստղերի շուրջ պտտվող բեկորային սկավառակներից:Կորոնոգրաֆները անթափանց շրջաններ են, որոնք արգելափակում են պայծառ աստղային լույսը և թույլ են տալիս ավելի թույլ ազդանշանների անցնել:
Նուրբ ուղղորդման ցուցիչ (FGS)/Մոտ ինֆրակարմիր պատկերող սարք և առանց ճեղքվածքի սպեկտրոմետր (NIRISS).Այն փաթեթավորված է NIRISS-ով, որն ունի տեսախցիկ և սպեկտրոմետր, որը կարող է լուսանկարել մոտ ինֆրակարմիր պատկերներ և սպեկտրներ:
Ինֆրակարմիր սպեկտրոմետրի մոտ (NIRSpec). Այս մասնագիտացված սպեկտրոմետրը կարող է միաժամանակ ձեռք բերել 100 սպեկտր միկրոփեղկերի զանգվածի միջոցով:Սա առաջին տիեզերական գործիքն է, որն ի վիճակի է միաժամանակ կատարել բազմաթիվ օբյեկտների սպեկտրալ վերլուծություն:
Ինֆրակարմիր տեսախցիկի մոտ (NIRCam). միակ մոտակա ինֆրակարմիր գործիքը, որն ունի պսակագրիչ, NIRCam-ը առանցքային գործիք կլինի էկզոմոլորակների ուսումնասիրության համար, որոնց լույսը հակառակ դեպքում կմթանար մոտակա աստղերի փայլով:Այն կնկարահանի բարձր լուծաչափով մոտ ինֆրակարմիր պատկերներ և սպեկտրներ:
Միջին ինֆրակարմիր գործիք (MIRI). Այս տեսախցիկի/սպեկտրոգրաֆի համադրությունը միակ գործիքն է JWST-ում, որը կարող է տեսնել միջին ինֆրակարմիր լույսը, որն արտանետվում է ավելի սառը առարկաներից, ինչպիսիք են աստղերի շուրջ բեկորային սկավառակները և շատ հեռավոր գալակտիկաները:
Գիտնականները պետք է ճշգրտումներ կատարեին, որպեսզի JWST-ի չմշակված տվյալները վերածեին մարդու աչքը գնահատելու, բայց դրա պատկերները «իրական են», - ասում է Ալիսա Պագանը՝ տիեզերական աստղադիտակի գիտական ​​ինստիտուտի գիտական ​​տեսողության ինժեներ:«Արդյո՞ք սա իսկապես այն է, ինչ մենք կտեսնեինք, եթե այնտեղ լինեինք:Պատասխանը ոչ է, քանի որ մեր աչքերը նախատեսված չեն ինֆրակարմիր ճառագայթներով տեսնելու համար, իսկ աստղադիտակները շատ ավելի զգայուն են լույսի նկատմամբ, քան մեր աչքերը»։Աստղադիտակի ընդլայնված տեսադաշտը թույլ է տալիս մեզ տեսնել այս տիեզերական օբյեկտները ավելի իրատեսորեն, քան մեր համեմատաբար սահմանափակ աչքերը կարող են տեսնել:JWST-ը կարող է լուսանկարել մինչև 27 ֆիլտրերի միջոցով, որոնք գրավում են ինֆրակարմիր սպեկտրի տարբեր տիրույթներ:Գիտնականները նախ մեկուսացնում են տվյալ պատկերի համար առավել օգտակար դինամիկ տիրույթը և չափում են պայծառության արժեքները՝ հնարավորինս շատ մանրամասներ բացահայտելու համար:Այնուհետև նրանք յուրաքանչյուր ինֆրակարմիր ֆիլտրի գույն են հատկացրել տեսանելի սպեկտրում. ամենակարճ ալիքների երկարությունները դարձել են կապույտ, իսկ ավելի երկար ալիքների երկարությունները՝ կանաչ և կարմիր:Դրեք դրանք միասին, և դուք կունենաք սովորական սպիտակ հավասարակշռություն, կոնտրաստ և գունային կարգավորումներ, որոնք կարող են կատարել ցանկացած լուսանկարիչ:
Թեև գունավոր պատկերները հմայում են, շատ հուզիչ բացահայտումներ են կատարվում մեկ ալիքի երկարությամբ:Այստեղ NIRSpec գործիքը ցույց է տալիս Տարանտուլայի միգամածության տարբեր առանձնահատկությունները տարբեր միջոցովզտիչներ.Օրինակ՝ ատոմային ջրածինը (կապույտ) ալիքի երկարություններ է ճառագայթում կենտրոնական աստղից և նրա շրջապատող փուչիկներից։Նրանց միջև կան մոլեկուլային ջրածնի (կանաչ) և բարդ ածխաջրածինների (կարմիր) հետքեր:Ապացույցները ցույց են տալիս, որ շրջանակի ստորին աջ անկյունում գտնվող աստղակույտը փոշի և գազ է փչում դեպի կենտրոնական աստղ:
Այս հոդվածն ի սկզբանե հրապարակվել է Scientific American 327, 6, 42-45 (դեկտեմբեր 2022) «Behind the Pictures»-ում:
Ջեն Քրիստիանսենը Scientific American-ի ավագ գրաֆիկական խմբագիր է:Հետևեք Քրիստիանսենին Twitter-ում @ChristiansenJen
Տիեզերքի և ֆիզիկայի ավագ խմբագիր է Scientific American-ում:Նա աստղագիտության և ֆիզիկայի բակալավրի կոչում է ստացել Ուեսլեյան համալսարանից և գիտական ​​լրագրության մագիստրոսի կոչում Կալիֆորնիայի համալսարանում, Սանտա Կրուզ:Հետևեք Մոսկովիցին Twitter-ում @ClaraMoskowitz-ում:Լուսանկարը՝ Նիք Հիգինսի կողմից:
Բացահայտեք գիտությունը, որը փոխում է աշխարհը:Բացահայտեք 1845 թվականի մեր թվային արխիվը, ներառյալ Նոբելյան մրցանակի ավելի քան 150 դափնեկիրների հոդվածները: