Perché le stelle sembrano appuntite nelle immagini del telescopio spaziale James Webb

stelle dentro Nuove immagini dal telescopio spaziale James Webb Sembra più nitido di prima. E non sto parlando solo della qualità dell’immagine, che è sorprendente. Sto parlando del fatto che molte delle stelle luminose nelle foto hanno unghie molto distinte che sembrano un ornamento di Natale o, come ha detto uno dei miei colleghi, “sembrano un poster promozionale di JJ Abrams, e lo adoro. ”

Ma questo non è il caso Lens Flare troppo. Questi sono picchi di diffrazione e, se guardi da vicino, vedrai che tutti gli oggetti luminosi nelle immagini JWST hanno lo stesso schema a otto punti. Più brillante è la luce, più evidente è il vantaggio. Oggetti deboli come nebulose o galassie Non tendere a vedere gran parte di questa distorsione.

Questo schema di picchi di imbardata è un modello unico su JWST. Se sei Confronta le foto Scattato con il nuovo telescopio per le immagini scattate dal suo predecessore, noterai che Hubble ha solo quattro altezze di diffrazione a otto al JWST. (Due dei picchi JWST possono essere piuttosto deboli, quindi a volte sembra che ce ne siano sei.)

La forma delle altezze di diffrazione è determinata dai telescopi, quindi iniziamo con un rapido ripasso dei bit importanti. Sia Hubble che JWST telescopi riflettenti, Il che significa che raccolgono la luce dall’universo usando specchi. I telescopi riflettenti hanno un grande specchio primario che raccoglie la luce e la riflette in uno specchio secondario più piccolo. Il specchio secondario Sui telescopi spaziali aiuta a dirigere questa luce verso gli strumenti scientifici che la trasformano in tutte le meravigliose immagini e dati che vediamo ora.

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Sia gli specchi primari che quelli secondari contribuiscono ai picchi di diffrazione ma in modi leggermente diversi. La luce viene riflessa o piegata attorno a oggetti come i bordi di uno specchio. Quindi la forma dello specchio stesso può produrre picchi di luce mentre la luce interagisce con i bordi dello specchio. Nel caso di Hubble, lo specchio era rotondo, quindi non si aggiungeva alla forcella. Ma JWST ha specchi esagonali che si traducono in un’immagine con sei spine di diffrazione.

Foto: Nasa

C’è anche lo specchio secondario. Gli specchi secondari sono più piccoli degli specchi primari e sono tenuti in posizione distanti dallo specchio primario per mezzo di staffe. Nel caso di JWST, I montanti sono lunghi 25 piedi. La luce che passa attraverso questi puntoni viene deviata, creando più increspature, ciascuna perpendicolare al puntone stesso.

Nel caso di Hubble, i suoi quattro montanti hanno prodotto le quattro distinte elevazioni che vedete nelle immagini di Hubble. Il JWST ha tre montanti che tengono il suo specchio secondario, risultando in altre sei viti.

JWST si pavoneggia durante i test criogenici a terra.
Foto: Nasa

Questa è molta distorsione. Per ridurre il numero di picchi di diffrazione, il JWST è stato progettato in modo che quattro delle sporgenze indotte dal puntone si sovrapponessero a quattro delle sporgenze indotte dallo specchio. Questo lascia gli otto picchi di diffrazione della futura immagine iconica di JWST.

Alcune unghie appariranno più o meno visibili a seconda dello strumento che tratta anche la luce. Questo è più evidente nelle immagini JWST della Nebulosa dell’Anello Meridionale, pubblicate questa settimana.

Due viste quadrate JWST della Nebulosa dell’Anello Meridionale.
Immagine: NASA, ESA, CSA e STScI

L’immagine a sinistra è stata catturata dalla NIRCam di JWST, che raccoglie la luce nel vicino infrarosso. L’immagine a destra è stata catturata dallo strumento MIRI del telescopio, che cattura invece la luce nel medio infrarosso. “Nella luce del vicino infrarosso, le stelle hanno un picco di diffrazione più notevole perché sono molto luminose a queste lunghezze d’onda”. Spiegazione Inserito da Space Telescope Science Institute dice. “Nella luce del medio infrarosso, le altezze di diffrazione appaiono anche intorno alle stelle, ma sono più leggere e più piccole (ingrandisci per scoprirle).”

Se desideri una visualizzazione visiva di come funzionano le altezze di diffrazione su JWST, dai un’occhiata all’utile infografica di seguito Dalla NASA e dallo Space Telescope Science Institute:

Questo è un diagramma chiamato

Questo grafico include molto testo. Per una descrizione testuale, Per favore clicca qui.
Foto: NASA, ESA, CSA, Leah Hostak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)


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