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

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

Las estrellas en las nuevas imágenes del telescopio espacial James Webb se ven más nítidas que antes. Y no me refiero sólo a los angeles calidad de imagen, que es asombrosa. Me refiero al hecho de que muchas de las estrellas brillantes en las imágenes tienen picos muy distintivos que parecen adornos navideños o, como dijo uno de mis colegas, “Parece un póster promocional de JJ Abrams, y me encanta. ”

Pero este no es un caso de demasiado destello de lente. Esos 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 puntas. Cuanto más brillante es los angeles luz, más prominente es los angeles característica. Objetos más tenues como nebulosas o galaxias no tienden a ver tanto de esta distorsión.

Este patrón de picos de difracción es exclusivo de JWST. Si compara las imágenes tomadas por el nuevo telescopio con las imágenes tomadas por su predecesor, notará que Hubble solo tiene cuatro picos de difracción frente a los ocho de JWST. (Dos de los picos de JWST pueden ser muy débiles, por lo que a veces parece que hay seis).

L. a. forma de los picos de difracción está determinada por el {hardware} del telescopio, así que comencemos con un repaso rápido de las partes importantes. Tanto Hubble como JWST son telescopios reflectores, lo que significa que recogen los angeles luz del cosmos mediante espejos. Los telescopios reflectores tienen un gran espejo primario que recoge los angeles luz y los angeles refleja hacia un espejo secundario más pequeño. los espejo secundario en los telescopios espaciales ayuda a guiar esa luz hacia los instrumentos científicos que los angeles convierten en todas las imágenes y datos geniales que estamos viendo ahora.

Tanto el espejo primario como el secundario contribuyen a los picos de difracción, pero de formas ligeramente diferentes. L. a. luz se difracta, o se dobla, alrededor de objetos como los bordes de un espejo. Entonces, los angeles forma del espejo en sí puede dar como resultado estos picos de luz cuando los angeles luz interactúa con los bordes del espejo. En el caso del Hubble, el espejo technology redondo, por lo que no se sumaba a los angeles puntiaguda. Pero JWST tiene espejos hexagonales que dan como resultado una imagen con seis picos de difracción.

una ilustración de una persona de pie junto al espejo hubble redondo y plateado.  a la izquierda está el espejo primario JWST mucho más grande

Imagen: NASA

También está el espejo secundario. Los espejos secundarios son más pequeños que los espejos primarios y se mantienen en su lugar a cierta distancia del espejo primario mediante puntales. En el caso de JWST, los puntales miden 25 pies de largo. L. a. luz que pasa por estos puntales se difracta, lo que da como resultado más picos, cada uno perpendicular al puntal mismo.

En el caso del Hubble, sus cuatro puntales dieron como resultado los cuatro picos distintos que se ven en las imágenes del Hubble. JWST tiene tres puntales que sostienen su espejo secundario, lo que da como resultado otros seis picos.

JWST con sus puntales durante las pruebas criogénicas en los angeles Tierra.
Imagen: NASA

Eso es mucha distorsión. Para minimizar los angeles cantidad de picos de difracción, JWST se diseñó de modo que cuatro de los picos causados ​​por los puntales se superpusieran con cuatro de los picos causados ​​por el espejo. Eso deja los ocho picos de difracción que pronto serán icónicos de una imagen JWST.

Algunos de los picos se verán más o menos visibles según el instrumento que también esté procesando los angeles luz. Esto es más notable en las imágenes JWST de los angeles Nebulosa del Anillo Sur, que se publicaron esta semana.

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

L. a. imagen de los angeles izquierda fue tomada por NIRCam de JWST, que capta luz infrarroja cercana. L. a. de los angeles derecha fue tomada por el instrumento MIRI del telescopio, que en su lugar capta los angeles luz del infrarrojo medio. “En los angeles luz del infrarrojo cercano, las estrellas tienen picos de difracción más prominentes porque son muy brillantes en estas longitudes de onda”, un explicación publicado por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial cube. “En los angeles luz del infrarrojo medio, los picos de difracción también aparecen alrededor de las estrellas, pero son más débiles y más pequeños (haz zoom para detectarlos)”.

Si desea una imagen de cómo funcionan los picos de difracción en JWST, consulte los angeles práctica infografía a continuación. de la NASA y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial:

Este es un diagrama denominado

Esta infografía incluye mucho texto. Para una descripción basada en texto, por favor haga clic aquí.
Imagen: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)


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