Işık uzayda ilerledikçe evrenin genişlemesiyle uzar.Bu nedenle en uzaktaki nesnelerin çoğu, görünür ışıktan daha uzun bir dalga boyuna sahip olan kızılötesinde parlıyor.Bu antik ışığı çıplak gözle göremiyoruz, ancak James Webb Uzay Teleskobu (JWST) onu yakalamak için tasarlandı ve şimdiye kadar oluşmuş en eski gökadalardan bazılarını ortaya çıkardı.
Diyafram Maskeleme: Deliklimetalplaka, teleskopa giren ışığın bir kısmını bloke ederek, tek bir merceğe göre daha yüksek çözünürlük elde etmek için birden fazla teleskoptan gelen verileri birleştiren bir interferometreyi taklit etmesine olanak tanır.Bu yöntem, gökyüzündeki iki yakın yıldız gibi birbirine yakın çok parlak nesnelerde daha fazla ayrıntı ortaya çıkarır.
Mikro Kapı Dizisi: 248.000 küçük kapıdan oluşan bir ızgara, tek bir karede 100 noktada spektrumu (ışığın kendisini oluşturan dalga boylarına kadar yayılımını) ölçmek için açılabilir veya kapatılabilir.
Spektrometre: Bir ızgara veya prizma, gelen ışığı tek tek dalga boylarının yoğunluğunu görüntülemek için bir spektruma ayırır.
Kameralar: JWST'nin üç kamerası vardır; ikisi yakın kızılötesi dalga boylarında ışığı yakalar, diğeri orta kızılötesi dalga boylarında ışığı yakalar.
Entegre alan ünitesi: Birleşik kamera ve spektrometre, her pikselin spektrumuyla birlikte bir görüntü yakalayarak, görüş alanında ışığın nasıl değiştiğini gösterir.
Koronagraflar: Parlak yıldızlardan gelen parıltı, gezegenlerden ve bu yıldızların etrafında dönen enkaz disklerinden gelen soluk ışığı engelleyebilir.Koronograflar, parlak yıldız ışığını engelleyen ve daha zayıf sinyallerin geçmesine izin veren opak dairelerdir.
İnce Kılavuz Sensör (FGS)/Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrometre (NIRISS): FGS, teleskopun doğru yöne yönlendirilmesine yardımcı olan bir işaretleme kamerasıdır.Yakın kızılötesi görüntüleri ve spektrumları yakalayabilen bir kamera ve spektrometreye sahip NIRISS ile paketlenmiştir.
Yakın Kızılötesi Spektrometre (NIRSpec): Bu özel spektrometre, bir dizi mikro perde aracılığıyla aynı anda 100 spektrum elde edebilir.Bu, aynı anda pek çok nesnenin spektral analizini gerçekleştirebilen ilk uzay aracıdır.
Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam): Koronagrafa sahip tek yakın kızılötesi cihaz olan NIRCam, aksi takdirde ışıkları yakındaki yıldızların parıltısı nedeniyle engellenecek olan dış gezegenleri incelemek için önemli bir araç olacaktır.Yüksek çözünürlüklü yakın kızılötesi görüntüler ve spektrumlar yakalayacaktır.
Orta Kızılötesi Cihaz (MIRI): Bu kamera/spektrograf kombinasyonu, JWST'de yıldızların ve çok uzak galaksilerin etrafındaki enkaz diskleri gibi daha soğuk nesnelerin yaydığı orta kızılötesi ışığı görebilen tek cihazdır.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'nde bilim görüşü mühendisi olan Alyssa Pagan, bilim adamlarının JWST'nin ham verilerini insan gözünün takdir edebileceği bir şeye dönüştürmek için ayarlamalar yapması gerekti, ancak görüntüleri "gerçek" dedi.“Orada olsaydık göreceğimiz şey gerçekten bu muydu?Cevap hayır çünkü gözlerimiz kızılötesini görecek şekilde tasarlanmamıştır ve teleskoplar ışığa gözlerimizden çok daha duyarlıdır."Teleskobun genişletilmiş görüş alanı, bu kozmik nesneleri nispeten sınırlı gözlerimizin görebileceğinden daha gerçekçi bir şekilde görmemizi sağlar.JWST, kızılötesi spektrumun farklı aralıklarını yakalayan 27'ye kadar filtre kullanarak fotoğraf çekebilir.Bilim insanları öncelikle belirli bir görüntü için en kullanışlı dinamik aralığı izole ediyor ve parlaklık değerlerini mümkün olduğunca fazla ayrıntıyı ortaya çıkaracak şekilde ölçeklendiriyor.Daha sonra her kızılötesi filtreye görünür spektrumda bir renk atadılar; en kısa dalga boyları mavi olurken, daha uzun dalga boyları yeşil ve kırmızı oldu.Bunları bir araya getirdiğinizde her fotoğrafçının yapabileceği normal beyaz dengesi, kontrast ve renk ayarlarıyla baş başa kalırsınız.
Tam renkli görüntüler büyüleyici olsa da, her seferinde bir dalga boyunda birçok heyecan verici keşif yapılıyor.Burada, NIRSpec cihazı Tarantula Bulutsusu'nun çeşitli özelliklerini çeşitli aracılığıyla göstermektedir.filtreler.Örneğin atomik hidrojen (mavi), merkezi yıldızdan ve onu çevreleyen kabarcıklardan dalga boyları yayar.Aralarında moleküler hidrojen (yeşil) ve karmaşık hidrokarbonların (kırmızı) izleri var.Kanıtlar, çerçevenin sağ alt köşesindeki yıldız kümesinin, merkezdeki yıldıza doğru toz ve gaz üflediğini gösteriyor.
Bu makale ilk olarak Scientific American 327, 6, 42-45 (Aralık 2022) sayısında “Resimlerin Arkası” başlığıyla yayımlanmıştır.
Jen Christiansen, Scientific American'da kıdemli bir grafik editörüdür.Christiansen'i Twitter'da takip edin @ChristiansenJen
Scientific American'da Uzay ve Fizik Kıdemli Editörüdür.Wesleyan Üniversitesi'nden astronomi ve fizik alanında lisans derecesine ve Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz'dan bilim gazeteciliği alanında yüksek lisans derecesine sahiptir.Twitter'da Moskowitz'i takip edin @ClaraMoskowitz.Fotoğraf Nick Higgins'in izniyle.
Dünyayı değiştiren bilimi keşfedin.150'den fazla Nobel ödüllü yazarın makalelerini içeren, geçmişi 1845'e kadar uzanan dijital arşivimizi keşfedin.