لماذا تبدو النجوم شائكة في الصور من تلسكوب جيمس ويب الفضائي؟

النجوم في صور جديدة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي هم أكثر حدة من ذي قبل. وأنا لا أتحدث فقط عن جودة الصورة ، إنها مذهلة. أنا أتحدث عن عدد النجوم الساطعة في الصور التي تحتوي على مسامير تشبه الزينة في عيد الميلاد ، أو كما قال أحد زملائي ، “يبدو مثل ملصق إعلان JJ Abrams ، وأنا أحبه. ”

لكن هذه ليست قضية تمدد العدسة المفرط. هذه هي طفرات الحيود ، وإذا نظرت عن كثب ، سترى أن جميع الكائنات الساطعة في صور JWST لها نفس نمط النقاط الثماني. كلما كان الضوء أكثر سطوعًا ، زادت أهمية الميزة. الأجسام الباهتة مثل السدم أو الأبراج لا تنظر بعيدًا في هذا الحطام.

هذا النمط من ارتفاعات الانعراج هو نمط فريد من نوعه في JWST. إذا كنت كذلك قارن الصور مقارنة بالصور التي التقطتها سابقتها مع التلسكوب الجديد ، ستلاحظ أن المحور يحتوي فقط على أربعة ارتفاعات حيود إلى ثمانية في JWST. (يمكن أن تكون المسامير اللولبية في JWST باهتة جدًا ، لذلك يبدو أحيانًا أن هناك ستة.)

يتم تحديد شكل ارتفاعات الحيود بواسطة أجهزة التلسكوب ، لذلك لنبدأ بتحديث سريع للبتات المهمة. كل من هابل و JWST التلسكوبات العاكسة ، هذا يعني أنهم يستخدمون المرايا لجمع الضوء من الكون. تحتوي التلسكوبات العاكسة على مرآة أساسية كبيرة تجمع الضوء وتعكسه مرة أخرى على مرآة ثانوية أصغر. ال زجاج ثانوي تساعد التلسكوبات الفضائية في توجيه هذا الضوء إلى الأدوات العلمية التي تحوله إلى كل الصور والبيانات الرائعة التي نراها الآن.

تساهم كل من المرايا الأولية والثانوية في حدوث طفرات الحيود ، ولكن بطرق مختلفة قليلاً. اختلافات الضوء أو الانحناءات حول الكائنات مثل حواف الزجاج. لذلك عندما يتفاعل الضوء مع حواف المرآة ، فإن شكل المرآة سوف يتسبب في حدوث هذه الموجات من الضوء. في حالة هابل ، كانت المرآة مستديرة ، لذا لم تضف الحدة. لكن JWST به مرايا سداسية ، مما ينتج عنه صورة بها ستة أشواك حيود.

يوجد أيضًا مرآة ثانوية. المرايا الثانوية أصغر من المرايا الأساسية ويتم تثبيتها بواسطة دعامات على مسافة ما من المرآة الأساسية. في حالة JWST ، يبلغ طول الدعامات 25 قدمًا. يتباعد الضوء الذي يمر عبر هذه الدعامات ، مما يؤدي إلى مزيد من التموجات ، كل منها عموديًا على الدعامة.

في حالة هابل ، نتج عن دعاماته الأربعة الارتفاعات الأربعة المميزة التي تراها في صور هابل. يحتوي JWST على ثلاث دعامات تحمل مرآته الثانوية ، مما ينتج عنه ستة مسامير أخرى.

الصورة: ناسا

هذا كثير من التشويه. لتقليل عدد ارتفاعات الحيود ، تم تصميم JWST بحيث تتداخل النتوءات الأربعة الناتجة عن الدعامات مع التموجات الأربعة التي تسببها المرآة. هذا يترك ثمانية ارتفاعات حيود قريباً توصف في صورة JWST.

تكون بعض التموجات أكثر أو أقل وضوحًا اعتمادًا على الأداة التي تعالج الضوء. هذا ملحوظ بشكل خاص في صور JWST لسديم الحلقة الجنوبي التي صدرت هذا الأسبوع.

الصورة: NASA و ESA و CSA و STScI

تم التقاط الصورة على اليسار بواسطة كاميرا NIRCam التابعة لـ JWST ، والتي تجمع ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. يتم التقاط الصورة الموجودة على اليمين بواسطة أداة MIRI الخاصة بالتلسكوب ، والتي تلتقط ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بدلاً من ذلك. “في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، تكون النجوم ساطعة للغاية عند هذه الأطوال الموجية بحيث يكون لها أبرز ارتفاعات الحيود” تفسير نشره معهد علوم تلسكوب الفضاء. “في ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، تظهر طفرات الحيود أيضًا حول النجوم ، لكنها أخف وأصغر (قم بالتكبير للعثور عليها).”

إذا كنت تريد معرفة كيفية عمل ارتفاعات الحيود في JWST ، فراجع المخطط المفيد أدناه. من وكالة ناسا ومعهد علوم التلسكوب الفضائي:

الصورة: ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية ، وكالة الفضاء الكندية ، ليا هوستاك (STScI) ، جوزيف ديباسكوال (STScI)

متعلق ب: