Þegar ljós ferðast um geiminn teygist það út við útþenslu alheimsins.Þetta er ástæðan fyrir því að margir af fjarlægustu hlutunum glóa í innrauða, sem hefur lengri bylgjulengd en sýnilegt ljós.Við getum ekki séð þetta forna ljós með berum augum, en James Webb geimsjónaukinn (JWST) er hannaður til að fanga það og sýna nokkrar af elstu vetrarbrautum sem myndast hafa.
Aperture Masking: A götóttmálmiplatan lokar fyrir hluta ljóssins sem kemst inn í sjónaukann og gerir honum kleift að líkja eftir víxlmæli sem sameinar gögn frá mörgum sjónaukum til að ná hærri upplausn en einni linsu.Þessi aðferð dregur fram meiri smáatriði í mjög björtum hlutum í nálægð, eins og tvær nálægar stjörnur á himninum.
Micro Gate Array: Hægt er að opna eða loka rist með 248.000 litlum hliðum til að mæla litrófið - útbreiðslu ljóss niður í bylgjulengdir þess sem myndast - í 100 punktum í einum ramma.
Litrófsmælir: Rall eða prisma aðskilur innfallandi ljós í litróf til að sýna styrk einstakra bylgjulengda.
Myndavélar: JWST er með þrjár myndavélar - tvær sem fanga ljós á nærri innrauðum bylgjulengdum og ein sem fangar ljós á miðra innrauðu bylgjulengdum.
Sameinuð sviðseining: Sameinuð myndavél og litrófsmælir tekur mynd ásamt litrófi hvers pixla, sem sýnir hvernig ljós breytist í sjónsviðinu.
Coronagraphs: Glampi frá björtum stjörnum getur lokað fyrir dauft ljós frá plánetum og ruslskífum á braut um þessar stjörnur.Coronographs eru ógegnsæir hringir sem hindra skært stjörnuljós og leyfa veikari merkjum að fara í gegnum.
Fine Guidance Sensor (FGS)/Near Infrared Imager og Slitless Spectrometer (NIRISS): FGS er beinmyndavél sem hjálpar til við að beina sjónaukanum í rétta átt.Það er pakkað með NIRISS sem er með myndavél og litrófsmæli sem getur tekið nálægt innrauða myndir og litróf.
Nálægt innrauða litrófsmælir (NIRSpec): Þessi sérhæfði litrófsmælir getur samtímis tekið upp 100 litróf í gegnum fjölda örloka.Þetta er fyrsta geimtækið sem getur framkvæmt litrófsgreiningu á svo mörgum hlutum samtímis.
Near Infrared Camera (NIRCam): Eina nærinnrauða tækið með kórónariti, NIRCam verður lykiltæki til að rannsaka fjarreikistjörnur sem annars myndu byrgjast fyrir glampa nálægra stjarna.Það mun taka nær-innrauða myndir og litróf í hárri upplausn.
Mid-Infrared Instrument (MIRI): Þessi myndavél/litrófssamsetning er eina tækið í JWST sem getur séð mið-innrauðu ljós frá kaldari fyrirbærum eins og ruslaskífum í kringum stjörnur og mjög fjarlægar vetrarbrautir.
Vísindamenn þurftu að gera breytingar til að breyta hráum gögnum JWST í eitthvað sem mannsaugað kann að meta, en myndirnar eru „raunverulegar,“ sagði Alyssa Pagan, vísindasjónverkfræðingur hjá Geimsjónauka vísindastofnuninni.„Er þetta virkilega það sem við myndum sjá ef við værum þarna?Svarið er nei, vegna þess að augu okkar eru ekki hönnuð til að sjá í innrauðu og sjónaukar eru mun næmari fyrir ljósi en augu okkar.“Stækkað sjónsvið sjónaukans gerir okkur kleift að sjá þessi geimfyrirbæri raunsærri en tiltölulega takmörkuð augu okkar geta.JWST getur tekið myndir með því að nota allt að 27 síur sem fanga mismunandi svið innrauða litrófsins.Vísindamenn einangra fyrst gagnlegasta kraftsviðið fyrir tiltekna mynd og skala birtugildin til að sýna eins mikið af smáatriðum og mögulegt er.Þeir úthlutaðu síðan hverri innrauðri síu lit í sýnilega litrófinu - stystu bylgjulengdirnar urðu bláar, en lengri bylgjulengdirnar urðu grænar og rauðar.Settu þau saman og þú situr eftir með venjulega hvítjöfnun, birtuskil og litastillingar sem allir ljósmyndarar eru líklegir til að gera.
Þó að myndir í fullum lit séu dáleiðandi, eru margar spennandi uppgötvanir gerðar á einni bylgjulengd í einu.Hér sýnir NIRSpec tækið ýmsa eiginleika Tarantúluþokunnar í gegnum ýmislegtsíur.Til dæmis geislar atómvetni (blátt) bylgjulengdir frá miðstjörnunni og loftbólum hennar í kring.Á milli þeirra eru leifar af sameindavetni (grænt) og flókið kolvetni (rautt).Vísbendingar benda til þess að stjörnuþyrpingin í neðra hægra horni rammans sé að blása ryki og gasi í átt að miðstjörnunni.
Þessi grein var upphaflega birt í Scientific American 327, 6, 42-45 (desember 2022) sem „Behind the Pictures“.
Jen Christiansen er yfirmaður grafíkritstjóra hjá Scientific American.Fylgdu Christiansen á Twitter @ChristiansenJen
er yfirritstjóri geims og eðlisfræði hjá Scientific American.Hún er með BA gráðu í stjörnufræði og eðlisfræði frá Wesleyan háskólanum og meistaragráðu í vísindablaðamennsku frá háskólanum í Kaliforníu í Santa Cruz.Fylgdu Moskowitz á Twitter @ClaraMoskowitz.Mynd með leyfi Nick Higgins.
Uppgötvaðu vísindi sem eru að breyta heiminum.Skoðaðu stafræna skjalasafnið okkar aftur til 1845, þar á meðal greinar frá yfir 150 Nóbelsverðlaunahafum.