Dlaczego gwiazdy wyglądają kolczasto na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba?

gwiazdy w Nowe zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba Wygląda ostrzej niż kiedyś. I nie mówię tylko o jakości obrazu, która jest niesamowita. Mówię o tym, że wiele jasnych gwiazd na zdjęciach ma bardzo wyraźne paznokcie, które wyglądają jak ozdoba świąteczna lub, jak ujął to jeden z moich kolegów, „wyglądają jak plakat promocyjny JJ Abramsa i uwielbiam to. ”

Ale tak nie jest Za dużo flary obiektywu. Są to skoki dyfrakcyjne i jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz, że wszystkie jasne obiekty na obrazach JWST mają ten sam ośmiopunktowy wzór. Im jaśniejsze światło, tym wyraźniejsza zaleta. Słabe obiekty, takie jak mgławice lub galaktyki Nie ma tendencji do dostrzegania tego zniekształcenia.

Ten wzór kolców odchylających jest unikalnym wzorem na JWST. Jeśli jesteś Porównaj zdjęcia Robiąc zdjęcia nowym teleskopem zrobionym przez jego poprzednika, zauważysz, że Hubble ma tylko cztery wysokości dyfrakcji do ośmiu w JWST. (Dwa kolce JWST mogą być bardzo słabe, więc czasami wygląda na to, że jest ich sześć).

O kształcie kolców dyfrakcyjnych decydują teleskopy, więc zacznijmy od szybkiego odświeżenia ważnych bitów. Zarówno Hubble, jak i JWST teleskopy zwierciadlane, Co oznacza, że ​​zbierają światło z wszechświata za pomocą luster. Teleskopy zwierciadlane mają duże zwierciadło główne, które zbiera światło i odbija je z powrotem do mniejszego zwierciadła wtórnego. The lustro wtórne W teleskopach kosmicznych pomaga skierować to światło na instrumenty naukowe, które przekształcają je we wszystkie wspaniałe obrazy i dane, które teraz widzimy.

Zarówno zwierciadło pierwotne, jak i wtórne, przyczyniają się do powstania skoków dyfrakcyjnych, ale w nieco inny sposób. Światło odbija się lub zakrzywia wokół obiektów, takich jak krawędzie lustra. Tak więc sam kształt lustra może wytwarzać kolce światła, gdy światło oddziałuje z krawędziami lustra. W przypadku Hubble’a lustro było okrągłe, więc nie dodawało się do widelca. Ale JWST ma sześciokątne lustra, które dają obraz z sześcioma kolcami dyfrakcyjnymi.

Jest też lustro wtórne. Zwierciadła wtórne są mniejsze niż zwierciadła główne i są utrzymywane z dala od zwierciadła głównego za pomocą wsporników. W przypadku JWST Rozpórki mają długość 25 stóp. Światło przechodzące przez te rozpórki jest odchylane, tworząc więcej zmarszczek, z których każda jest prostopadła do samej rozpórki.

W przypadku Hubble’a jego cztery rozpórki dają cztery wyraźne wzniesienia, które widzisz na zdjęciach Hubble’a. JWST ma trzy rozpórki podtrzymujące lusterko wtórne, co skutkuje sześcioma dodatkowymi nitami.

Zdjęcie: NASA

To dużo zniekształceń. Aby zmniejszyć liczbę dyfrakcyjnych szpiców, JWST zaprojektowano tak, aby cztery wypustki wywołane rozpórką zachodziły na cztery wypustki wywołane zwierciadłem. Pozostawia to osiem skoków dyfrakcyjnych w wkrótce kultowym obrazie JWST.

Niektóre z paznokci będą mniej lub bardziej widoczne w zależności od narzędzia, które również traktuje światło. Jest to najbardziej widoczne na zdjęciach JWST Mgławicy Pierścień Południowy, opublikowanych w tym tygodniu.

Zdjęcie: NASA, ESA, CSA i STScI

Zdjęcie po lewej zostało zrobione przez kamerę NIRCam JWST, która zbiera światło w bliskiej podczerwieni. Zdjęcie po prawej zostało uchwycone przez instrument MIRI teleskopu, który zamiast tego przechwytuje światło w średniej podczerwieni. „W świetle bliskiej podczerwieni gwiazdy mają bardziej znaczący skok dyfrakcyjny, ponieważ są bardzo jasne na tych długościach fal” Wyjaśnienie Wysłane przez Space Telescope Science Institute mówi. „W średniej podczerwieni wysokości dyfrakcji pojawiają się również wokół gwiazd, ale są one jaśniejsze i mniejsze (przybliż, aby je odkryć).”

Jeśli chcesz zobaczyć, jak działają wysokości dyfrakcji na JWST, zapoznaj się z przydatną infografiką poniżej Z NASA i Instytutu Naukowego Teleskopu Kosmicznego:

Zdjęcie: NASA, ESA, CSA, Leah Hostak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)

Związane z: