Por que as estrelas parecem pontiagudas nas imagens do Telescópio Espacial James Webb

estrelas em Novas imagens do Telescópio Espacial James Webb Parece mais afiado do que costumava ser. E não estou falando apenas da qualidade da imagem, que é incrível. Estou falando sobre o fato de que muitas das estrelas brilhantes nas fotos têm unhas muito distintas que parecem um enfeite de Natal ou, como um de meus colegas disse, “parecem um pôster promocional de JJ Abrams, e eu adoro isso. ”

Mas este não é o caso Alargamento da lente muito. Estes são picos de difração e, se você olhar de perto, verá que todos os objetos brilhantes nas imagens JWST têm o mesmo padrão de oito pontos. Quanto mais brilhante a luz, mais óbvia a vantagem. Objetos fracos, como nebulosas ou galáxias Não tendem a ver muito dessa distorção.

Esse padrão de picos de guinada é um padrão exclusivo no JWST. Se você é Comparar fotos Tirada com o novo telescópio para imagens tiradas por seu antecessor, você notará que o Hubble tem apenas quatro alturas de difração a oito no JWST. (Dois dos picos do JWST podem ser muito fracos, então às vezes parece que existem seis.)

A forma dos picos de difração é determinada por telescópios, então vamos começar com uma rápida atualização dos bits importantes. Tanto o Hubble quanto o JWST telescópios refletores, O que significa que eles coletam luz do universo usando espelhos. Os telescópios refletores têm um grande espelho primário que coleta a luz e a reflete de volta em um espelho secundário menor. o espelho secundário Nos telescópios espaciais, ajuda a direcionar essa luz para os instrumentos científicos que a transformam em todas as imagens e dados maravilhosos que vemos agora.

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Tanto o espelho primário quanto o secundário contribuem para os picos de difração, mas de maneiras ligeiramente diferentes. A luz é refletida ou dobrada em torno de objetos como as bordas de um espelho. Assim, a forma do próprio espelho pode produzir picos de luz à medida que a luz interage com as bordas do espelho. No caso do Hubble, o espelho era redondo, então não acrescentava nada ao garfo. Mas o JWST tem espelhos hexagonais que resultam em uma imagem com seis espinhos de difração.

Foto: NASA

Há também o espelho secundário. Os espelhos secundários são menores que os espelhos primários e são fixados longe do espelho primário por meio de suportes. No caso do JWST, Os suportes têm 25 pés de comprimento. A luz que passa por esses suportes é desviada, criando mais ondulações, cada uma perpendicular ao próprio suporte.

No caso do Hubble, seus quatro suportes resultam nas quatro elevações distintas que você vê nas imagens do Hubble. O JWST tem três suportes segurando seu espelho secundário, resultando em mais seis rebites.

JWST suporta durante testes criogênicos no solo.
Foto: NASA

Isso é muita distorção. Para reduzir o número de picos de difração, o JWST foi projetado para que quatro das saliências induzidas pelo suporte se sobrepusessem a quatro das saliências induzidas pelo espelho. Isso deixa os oito picos de difração da imagem icônica do JWST em breve.

Algumas das unhas ficarão mais ou menos visíveis dependendo da ferramenta que também trata a luz. Isso é mais evidente nas imagens JWST da Nebulosa do Anel Sul, divulgadas esta semana.

Duas vistas do quadrado JWST da Nebulosa do Anel Sul.
Imagem: NASA, ESA, CSA e STScI

A imagem à esquerda foi tirada pelo NIRCam do JWST, que coleta luz infravermelha próxima. A imagem à direita foi capturada pelo instrumento MIRI do telescópio, que captura a luz infravermelha média. “Na luz infravermelha próxima, as estrelas têm um pico de difração mais notável porque são muito brilhantes nesses comprimentos de onda,” Explicação Postado pelo Space Telescope Science Institute diz. “Na luz do infravermelho médio, as alturas de difração também aparecem ao redor das estrelas, mas são mais leves e menores (amplie o zoom para descobri-las).”

Se você quiser uma exibição visual de como as alturas de difração funcionam no JWST, confira o infográfico útil abaixo Da NASA e do Space Telescope Science Institute:

Este é um diagrama chamado

Este gráfico inclui muito texto. Para uma descrição de texto, Por favor, clique aqui.
Foto: NASA, ESA, CSA, Leah Hostak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)


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