Жарық кеңістікте тараған кезде, ол ғаламның кеңеюімен созылады.Міне, сондықтан көптеген алыстағы объектілер инфрақызыл сәуледе жарқырайды, оның толқын ұзындығы көрінетін жарыққа қарағанда ұзағырақ.Біз бұл көне жарықты жалаң көзбен көре алмаймыз, бірақ Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы (JWST) оны түсіруге арналған және бұрыннан пайда болған ең алғашқы галактикалардың кейбірін ашады.
Диафрагманы бүркемелеу: перфорацияланғанметаллпластина телескопқа түсетін жарықтың бір бөлігін блоктайды, бұл бір линзаға қарағанда жоғары ажыратымдылыққа қол жеткізу үшін бірнеше телескоптардағы деректерді біріктіретін интерферометрді имитациялауға мүмкіндік береді.Бұл әдіс жақын жерде орналасқан өте жарқын нысандарда, мысалы, аспандағы екі жақын жұлдызда егжей-тегжейлі мәліметтер береді.
Micro Gate массиві: бір кадрдағы 100 нүктеде спектрді – жарықтың оның құрамдас толқын ұзындығына дейін таралуын өлшеу үшін 248 000 шағын қақпадан тұратын торды ашуға немесе жабуға болады.
Спектрометр: Тор немесе призма жеке толқын ұзындықтарының қарқындылығын көрсету үшін түскен жарықты спектрге бөледі.
Камералар: JWST үш камерасы бар – екеуі жақын инфрақызыл толқын ұзындығында жарық түсіреді және біреуі орта инфрақызыл толқын ұзындығында жарық түсіреді.
Интегралды өріс бірлігі: Біріктірілген камера мен спектрометр әрбір пиксельдің спектрімен бірге суретті түсіріп, көру өрісінде жарықтың қалай өзгеретінін көрсетеді.
Коронаграфтар: Жарқыраған жұлдыздардың жарқырауы сол жұлдыздарды айналып өтетін планеталар мен қоқыс дискілерінің әлсіз жарықтарын бөгей алады.Коронографтар - бұл жарық жұлдыздардың сәулесін бөгеп, әлсіз сигналдардың өтуіне мүмкіндік беретін мөлдір емес шеңберлер.
Жақсы бағыттау сенсоры (FGS)/Жақын инфрақызыл кескін құрылғысы және саңылаусыз спектрометр (NIRISS): FGS телескопты дұрыс бағытта көрсетуге көмектесетін меңзегіш камера болып табылады.Ол инфрақызыл суреттер мен спектрлердің жанында түсіре алатын камерасы мен спектрометрі бар NIRISS-пен жабдықталған.
Жақын инфрақызыл спектрометр (NIRSpec): Бұл мамандандырылған спектрометр бір уақытта микро ысырмалар жиыны арқылы 100 спектрді ала алады.Бұл бір уақытта көптеген объектілерге спектрлік талдау жасай алатын алғашқы ғарыштық құрал.
Жақын инфрақызыл камера (NIRCam): Коронаграфы бар жалғыз жақын инфрақызыл аспап, NIRCam жақын маңдағы жұлдыздардың жарқырауымен жарығы жабылатын экзопланеталарды зерттеудің негізгі құралы болады.Ол жоғары ажыратымдылықтағы жақын инфрақызыл суреттер мен спектрлерді түсіреді.
Ортаңғы инфрақызыл аспап (MIRI): Бұл камера/спектрограф комбинациясы жұлдыздар мен өте алыс галактикалар айналасындағы қоқыс дискілері сияқты салқын нысандар шығаратын орта инфрақызыл сәулені көре алатын JWST ішіндегі жалғыз құрал.
Ғалымдар JWST шикізат деректерін адам көзі бағалай алатын нәрсеге айналдыру үшін түзетулер енгізуге мәжбүр болды, бірақ оның суреттері «шынайы», - деді Алисса Паган, ғарыштық телескоп ғылыми институтының ғылыми көру инженері.«Егер біз сонда болсақ, шынымен де осылай көретін едік пе?Жауап жоқ, өйткені біздің көзіміз инфрақызыл сәулелерді көруге арналмаған, ал телескоптар біздің көзімізге қарағанда жарыққа әлдеқайда сезімтал».Телескоптың кеңейтілген көру аймағы бұл ғарыштық объектілерді салыстырмалы түрде шектеулі көздерімізге қарағанда шынайырақ көруге мүмкіндік береді.JWST инфрақызыл спектрдің әртүрлі диапазондарын түсіретін 27 сүзгіні пайдаланып суретке түсіре алады.Ғалымдар алдымен берілген кескін үшін ең пайдалы динамикалық диапазонды оқшаулайды және мүмкіндігінше егжей-тегжейлі ашу үшін жарықтық мәндерін масштабтайды.Содан кейін олар әрбір инфрақызыл сүзгіге көрінетін спектрде түс тағайындады - ең қысқа толқын ұзындығы көк, ал ұзын толқын ұзындығы жасыл және қызыл болды.Оларды біріктіріп, кез келген фотограф жасай алатын қалыпты ақ баланс, контраст және түс параметрлері қалады.
Толық түсті кескіндер таң қалдырғанымен, көптеген қызықты жаңалықтар бір уақытта бір толқын ұзындығында жасалады.Мұнда NIRSpec құралы Тарантула тұманының әртүрлі ерекшеліктерін әртүрлі арқылы көрсетедісүзгілер.Мысалы, атомдық сутегі (көк) орталық жұлдыздан және оның айналасындағы көпіршіктерден толқын ұзындығын шығарады.Олардың арасында молекулалық сутегі (жасыл) және күрделі көмірсутектердің (қызыл) іздері бар.Дәлелдер жақтаудың төменгі оң жақ бұрышындағы жұлдыз шоғыры шаң мен газды орталық жұлдызға қарай үрлеп жатқанын көрсетеді.
Бұл мақала бастапқыда Scientific American 327, 6, 42-45 (2022 ж. желтоқсан) «Суреттердің артында» деп жарияланған.
Джен Кристиансен - Scientific American журналының аға графикалық редакторы.Кристиансенді Twitter-де @ChristiansenJen арқылы бақылаңыз
Scientific American журналының ғарыш және физика бойынша аға редакторы.Ол Уэслиан университетінде астрономия және физика бакалавры дәрежесіне және Санта-Круз Калифорния университетінде ғылыми журналистика магистрі дәрежесіне ие.Twitter-де Moskowitz-ді бақылаңыз @ClaraMoskowitz.Фото Ник Хиггинстің рұқсаты.
Әлемді өзгертетін ғылымды ашыңыз.150-ден астам Нобель сыйлығының лауреаттарының мақалаларын қоса алғанда, 1845 жылдан бастап сандық мұрағатымызды зерттеңіз.