agosto 9, 2022

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¿Por qué las estrellas se ven puntiagudas en las imágenes del Telescopio Espacial James Webb?

estrellas en Nuevas imágenes del Telescopio Espacial James Webb Se ve más nítido de lo que solía ser. Y no me refiero solo a la calidad de imagen, que es increíble. Me refiero al hecho de que muchas de las estrellas brillantes en las fotos tienen uñas muy distintas que parecen un adorno navideño o, como dijo uno de mis colegas, “parecen un póster promocional de JJ Abrams, y me encanta. ”

Pero este no es el caso Destello de lente demasiado. Estos son picos de difracción, y si miras de cerca, verás que todos los objetos brillantes en las imágenes JWST tienen el mismo patrón de ocho puntos. Cuanto más brillante sea la luz, más evidente será la ventaja. Objetos débiles como nebulosas o galaxias. No tiendes a ver mucho de esta distorsión.

Este patrón de picos de guiñada es un patrón único en JWST. Si usted es Comparar fotos Tomadas con el nuevo telescopio para imágenes tomadas por su predecesor, notará que Hubble tiene solo cuatro alturas de difracción contra ocho en el JWST. (Dos de los picos de JWST pueden ser muy débiles, por lo que a veces parece que hay seis).

La forma de los picos de difracción la determinan los telescopios, así que comencemos con un repaso rápido de las partes importantes. Tanto Hubble como JWST telescopios reflectores, Lo que significa que recogen la luz del universo usando espejos. Los telescopios reflectores tienen un gran espejo primario que recoge la luz y la refleja en un espejo secundario más pequeño. los espejo secundario En los telescopios espaciales, ayuda a dirigir esta luz hacia los instrumentos científicos que la convierten en todas las maravillosas imágenes y datos que vemos ahora.

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Tanto el espejo primario como el secundario contribuyen a los picos de difracción pero de formas ligeramente diferentes. La luz se refleja o se desvía alrededor de objetos como los bordes de un espejo. Entonces, la forma del espejo en sí puede producir picos de luz cuando la luz interactúa con los bordes del espejo. En el caso de Hubble, el espejo era redondo, por lo que no se sumaba al tenedor. Pero JWST tiene espejos hexagonales que dan como resultado una imagen con seis espinas de difracción.

Foto: NASA

También está el espejo secundario. Los espejos secundarios son más pequeños que los espejos primarios y se mantienen separados del espejo primario por medio de soportes. En el caso de JWST, Los puntales son de 25 pies de largo. La luz que pasa a través de estos puntales se desvía, creando más ondas, cada una perpendicular al puntal mismo.

En el caso del Hubble, sus cuatro puntales dan como resultado las cuatro elevaciones distintas que se ven en las imágenes del Hubble. JWST tiene tres puntales que sujetan su espejo secundario, lo que da como resultado seis remaches más.

Puntales JWST durante las pruebas criogénicas en tierra.
Foto: NASA

Esto es mucha distorsión. Para reducir el número de picos de difracción, el JWST se diseñó de modo que cuatro de las protuberancias inducidas por el puntal se superpusieran con cuatro de las protuberancias inducidas por el espejo. Esto deja los ocho picos de difracción de la próxima imagen icónica de JWST.

Algunas de las uñas aparecerán más o menos visibles dependiendo de la herramienta que también trate la luz. Esto es más evidente en las imágenes del JWST de la Nebulosa del Anillo Sur, publicadas esta semana.

Dos vistas cuadradas JWST de la Nebulosa del Anillo Sur.
Imagen: NASA, ESA, CSA y STScI

La imagen de la izquierda fue tomada por NIRCam de JWST, que recolecta luz infrarroja cercana. La imagen de la derecha fue capturada por el instrumento MIRI del telescopio, que en su lugar captura luz infrarroja media. “En la luz del infrarrojo cercano, las estrellas tienen un pico de difracción más notable porque son muy brillantes en estas longitudes de onda”. Explicación Publicado por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial dice. “En la luz del infrarrojo medio, las alturas de difracción también aparecen alrededor de las estrellas, pero son más ligeras y más pequeñas (haz zoom para descubrirlas)”.

Si desea una visualización de cómo funcionan las alturas de difracción en JWST, consulte la siguiente infografía útil De la NASA y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial:

Este es un diagrama llamado

Este gráfico incluye mucho texto. Para una descripción de texto, Por favor haga clic aquí.
Foto: NASA, ESA, CSA, Leah Hostak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)


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