Pe măsură ce lumina călătorește prin spațiu, ea este întinsă de expansiunea universului.Acesta este motivul pentru care multe dintre cele mai îndepărtate obiecte strălucesc în infraroșu, care are o lungime de undă mai mare decât lumina vizibilă.Nu putem vedea această lumină străveche cu ochiul liber, dar telescopul spațial James Webb (JWST) este proiectat să o capteze, dezvăluind unele dintre cele mai vechi galaxii formate vreodată.
Mascarea deschiderii: Un perforatmetalplaca blochează o parte din lumina care intră în telescop, permițându-i acestuia să imite un interferometru care combină datele de la mai multe telescoape pentru a obține o rezoluție mai mare decât o singură lentilă.Această metodă scoate la iveală mai multe detalii în obiectele foarte luminoase aflate în imediata apropiere, cum ar fi două stele din apropiere de pe cer.
Micro Gate Array: O grilă de 248.000 de porți mici poate fi deschisă sau închisă pentru a măsura spectrul – propagarea luminii până la lungimile de undă constitutive – în 100 de puncte într-un cadru.
Spectrometru: o rețea sau o prismă separă lumina incidentă într-un spectru pentru a afișa intensitatea lungimilor de undă individuale.
Camere: JWST are trei camere - două care captează lumina în lungimile de undă în infraroșu apropiat și una care captează lumina în lungimile de undă în infraroșu mediu.
Unitate de câmp integrală: camera combinată și spectrometrul captează o imagine împreună cu spectrul fiecărui pixel, arătând cum se modifică lumina în câmpul vizual.
Coronagrafe: strălucirea stelelor strălucitoare poate bloca lumina slabă de pe planete și discurile de resturi care orbitează acele stele.Coronografele sunt cercuri opace care blochează lumina strălucitoare a stelelor și permit trecerea semnalelor mai slabe.
Senzor de ghidare fină (FGS)/Imagine în infraroșu apropiat și spectrometru fără fantă (NIRISS): FGS este o cameră de orientare care ajută la îndreptarea telescopului în direcția corectă.Este ambalat cu NIRISS care are o cameră și un spectrometru care poate capta imagini și spectre în infraroșu apropiat.
Spectrometru cu infraroșu apropiat (NIRSpec): Acest spectrometru specializat poate dobândi simultan 100 de spectre printr-o serie de microobturatoare.Acesta este primul instrument spațial capabil să efectueze o analiză spectrală a atâtor obiecte simultan.
Cameră cu infraroșu apropiat (NIRCam): Singurul instrument în infraroșu apropiat cu un coronagraf, NIRCam va fi un instrument cheie pentru studierea exoplanetelor a căror lumină ar fi altfel ascunsă de strălucirea stelelor din apropiere.Acesta va captura imagini și spectre de înaltă rezoluție în infraroșu apropiat.
Instrument cu infraroșu mijlociu (MIRI): Această combinație de cameră/spectrograf este singurul instrument din JWST care poate vedea lumina în infraroșu mijlociu emisă de obiecte mai reci, cum ar fi discurile de resturi din jurul stelelor și galaxiilor foarte îndepărtate.
Oamenii de știință au trebuit să facă ajustări pentru a transforma datele brute ale JWST în ceva pe care ochiul uman poate aprecia, dar imaginile sale sunt „reale”, a spus Alyssa Pagan, inginer de viziune științifică la Institutul de Știință al Telescopului Spațial.„Este cu adevărat ceea ce am vedea dacă am fi acolo?Răspunsul este nu, deoarece ochii noștri nu sunt proiectați să vadă în infraroșu, iar telescoapele sunt mult mai sensibile la lumină decât ochii noștri.”Câmpul vizual extins al telescopului ne permite să vedem aceste obiecte cosmice mai realist decât o pot face ochii noștri relativ limitati.JWST poate face fotografii folosind până la 27 de filtre care captează diferite game ale spectrului infraroșu.Oamenii de știință izolează mai întâi intervalul dinamic cel mai util pentru o anumită imagine și scala valorile de luminozitate pentru a dezvălui cât mai multe detalii posibil.Apoi au atribuit fiecărui filtru infraroșu o culoare în spectrul vizibil – cele mai scurte lungimi de undă au devenit albastre, în timp ce lungimile de undă mai mari au devenit verzi și roșii.Pune-le împreună și rămâi cu setările normale de balans de alb, contrast și culoare pe care este probabil să le facă orice fotograf.
În timp ce imaginile pline de culoare sunt fascinante, multe descoperiri interesante sunt făcute o singură lungime de undă.Aici, instrumentul NIRSpec arată diverse caracteristici ale Nebuloasei Tarantulei prin diversefiltre.De exemplu, hidrogenul atomic (albastru) radiază lungimi de undă de la steaua centrală și bulele din jur.Între ele se află urme de hidrogen molecular (verde) și hidrocarburi complexe (roșu).Dovezile sugerează că grupul de stele din colțul din dreapta jos al cadrului suflă praf și gaz către steaua centrală.
Acest articol a fost publicat inițial în Scientific American 327, 6, 42-45 (decembrie 2022) ca „Behind the Pictures”.
Jen Christiansen este editor grafic senior la Scientific American.Urmărește-l pe Christiansen pe Twitter @ChristiansenJen
este redactor principal pentru spațiu și fizică la Scientific American.Ea deține o diplomă de licență în astronomie și fizică de la Universitatea Wesleyan și un master în jurnalism științific de la Universitatea din California, Santa Cruz.Urmărește-l pe Moskowitz pe Twitter @ClaraMoskowitz.Fotografie prin amabilitatea lui Nick Higgins.
Descoperă știința care schimbă lumea.Explorați arhiva noastră digitală care datează din 1845, inclusiv articole de la peste 150 de laureați Nobel.