Mariner 4: prima questo webcraft su Marte

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. (si apre in una nuova scheda) La pubblicazione ha contribuito con l'articolo a Expert Voices: Op-Ed & Insights di questo Web.com .

Marcia Rieke (si apre in una nuova scheda) , Regents Professor of Astronomy, University of Arizona

La NASA rilascerà le prime immagini scattate dal James Webb This Web Telescope il 12 luglio 2022.

Segneranno l'inizio della prossima era dell'astronomia quando Webb, il più grande telescopio mai costruito da questo Web, inizierà a raccogliere dati scientifici che aiuteranno a rispondere alle domande sui primi momenti dell'universo e consentiranno agli astronomi di studiare gli esopianeti in modo più dettagliato che mai. Ma ci sono voluti quasi otto mesi di viaggio, messa a punto, test e calibrazione per assicurarsi che questo prezioso dei telescopi fosse pronto per la prima serata.

Marcia Rieke, un'astronoma dell'Università dell'Arizona (si apre in una nuova scheda) e la scienziata responsabile di una delle quattro fotocamere di Webb, spiega cosa hanno fatto lei e i suoi colleghi per far funzionare questo telescopio.

1. Cosa è successo da quando il telescopio è stato lanciato?

Dopo il successo del lancio del James Webb This Web Telescope il 25 dicembre 2021, il team ha iniziato il lungo processo di spostamento del telescopio nella sua posizione orbitale finale, aprendo il telescopio e mentre tutto si raffreddava calibrando le telecamere e i sensori a bordo.

Il lancio è andato liscio come può andare un lancio di un razzo. Una delle prime cose che i miei colleghi della NASA hanno notato è stata che il telescopio aveva più carburante rimanente a bordo di quanto previsto per apportare modifiche future alla sua orbita. Ciò consentirà a Webb di operare per molto più tempo (si apre in una nuova scheda) rispetto all'obiettivo iniziale di 10 anni della missione.

Il primo compito durante il viaggio di un mese di Webb verso la sua posizione finale in orbita è stato quello di aprire il telescopio. Questo è andato avanti senza intoppi, a cominciare dal dispiegamento bianco delle nocche dello schermo solare (si apre in una nuova scheda) che aiuta a raffreddare il telescopio, seguito dall'allineamento degli specchi e dall'accensione dei sensori.

Una volta aperto lo schermo solare, il nostro team ha iniziato a monitorare le temperature delle quattro fotocamere e degli spettrometri di bordo (si apre in una nuova scheda), aspettando che raggiungano temperature sufficientemente basse da poter iniziare a testare ciascuna delle 17 diverse modalità in cui il strumenti possono funzionare (si apre in una nuova scheda) .

La NIRCam su Webb è stato il primo strumento ad andare online e ha aiutato ad allineare i 18 segmenti speculari. (Credito immagine: NASA Goddard This Web Center/Wikimedia Commons) (si apre in una nuova scheda)

2. Cosa hai testato prima?

Le telecamere di Webb si sono raffreddate proprio come previsto dagli ingegneri e il primo strumento attivato dal team è stata la Near Infrared Camera o NIRCam. NIRCam è progettato per studiare la debole luce infrarossa prodotta dalle stelle o galassie più antiche (si apre in una nuova scheda) nell'universo. Ma prima che potesse farlo, NIRCam ha dovuto aiutare ad allineare i 18 singoli segmenti dello specchio di Webb.

Una volta che NIRCam si è raffreddato a meno 280 gradi Fahrenheit, ha fatto abbastanza freddo per iniziare a rilevare la luce riflessa dai segmenti dello specchio di Webb e produrre le prime immagini del telescopio. Il team di NIRCam è rimasto estasiato quando è arrivata la prima immagine luminosa. Eravamo in affari!

Queste immagini hanno mostrato che i segmenti dello specchio puntavano tutti verso un'area relativamente piccola del cielo (si apre in una nuova scheda) e l'allineamento era molto migliore rispetto agli scenari peggiori che avevamo pianificato.

Anche il sensore di guida fine di Webb è entrato in funzione in questo momento. Questo sensore aiuta a mantenere il telescopio puntato costantemente su un obiettivo, proprio come la stabilizzazione dell'immagine nelle fotocamere digitali di consumo. Utilizzando la stella HD84800 come punto di riferimento, i miei colleghi del team NIRCam hanno aiutato a comporre l'allineamento dei segmenti dello specchio fino a renderlo praticamente perfetto, di gran lunga migliore del minimo richiesto per una missione di successo (si apre in una nuova scheda).

3. Quali sensori si sono attivati ​​dopo?

Quando l'allineamento dello specchio si è concluso l'11 marzo, lo spettrografo nel vicino infrarosso NIRSpec e il Near Infrared Imager e lo spettrografo senza fessura NIRISS hanno terminato il raffreddamento e si sono uniti alla festa.

NIRSpec è progettato per misurare la forza di diverse lunghezze d'onda della luce (si apre in una nuova scheda) proveniente da un target. Queste informazioni possono rivelare la composizione e la temperatura di stelle e galassie lontane. NIRSpec lo fa guardando il suo oggetto bersaglio attraverso una fessura che tiene fuori l'altra luce.

NIRSpec ha più fessure che gli consentono di guardare 100 oggetti contemporaneamente (si apre in una nuova scheda). I membri del team hanno iniziato testando la modalità bersagli multipli, comandando alle fessure di aprirsi e chiudersi, e hanno confermato che le fessure rispondevano correttamente ai comandi. I passaggi futuri misureranno esattamente dove puntano le fenditure e verificheranno che più bersagli possano essere osservati contemporaneamente (si apre in una nuova scheda).

NIRISS è uno spettrografo senza fenditura che romperà anche la luce nelle sue diverse lunghezze d'onda, ma è meglio osservare tutti gli oggetti in un campo, non solo quelli sulle fenditure (si apre in una nuova scheda). Ha diverse modalità, comprese due progettate specificamente per lo studio di esopianeti particolarmente vicini alle loro stelle madri.

Finora, i controlli e le calibrazioni dello strumento hanno proceduto senza intoppi e i risultati mostrano che sia NIRSpec che NIRISS forniranno dati ancora migliori di quanto previsto dagli ingegneri prima del lancio.

La fotocamera MIRI, immagine a destra, consente agli astronomi di vedere attraverso le nuvole di polvere con una nitidezza incredibile rispetto ai telescopi precedenti come lo Spitzer This Web Telescope, che ha prodotto l'immagine a sinistra. (Credito immagine: NASA/JPL-Caltech (a sinistra), NASA/ESA/CSA/STScI (a destra)) (si apre in una nuova scheda)

4. Qual è stato l'ultimo strumento ad accendere?

L'ultimo strumento da avviare su Webb è stato il Mid-Infrared Instrument, o MIRI. MIRI è progettato per scattare foto di galassie lontane o di nuova formazione, nonché di piccoli oggetti deboli come gli asteroidi. Questo sensore rileva le lunghezze d'onda più lunghe degli strumenti Webb e deve essere mantenuto a meno 449 gradi Fahrenheit (meno 267 gradi Celsius) a soli 11 gradi F sopra lo zero assoluto. Se fosse più caldo, i rivelatori raccoglierebbero solo il calore dallo strumento stesso, non gli oggetti interessanti in questa rete. MIRI dispone di un proprio sistema di raffreddamento (si apre in una nuova scheda), che necessitava di più tempo per diventare pienamente operativo prima che lo strumento potesse essere acceso.

I radioastronomi hanno trovato indizi che ci siano galassie completamente nascoste dalla polvere e non rilevabili da telescopi come Hubble (si apre in una nuova scheda) che cattura lunghezze d'onda della luce simili a quelle visibili all'occhio umano. Le temperature estremamente basse consentono a MIRI di essere incredibilmente sensibile alla luce nella gamma del medio infrarosso che può passare più facilmente attraverso la polvere. Quando questa sensibilità viene combinata con il grande specchio di Webb, consente a MIRI di penetrare queste nubi di polvere e rivelare per la prima volta le stelle e le strutture (si apre in una nuova scheda) in tali galassie.

5. Quali sono le prospettive per Webb?

A partire dal 15 giugno 2022, tutti gli strumenti di Webb sono accesi e hanno scattato le prime immagini. Inoltre, quattro modalità di imaging, tre modalità serie temporali e tre modalità spettroscopiche sono state testate e certificate, lasciandone solo tre.

Il 12 luglio, la NASA prevede di rilasciare una suite di osservazioni teaser (si apre in una nuova scheda) che illustrano le capacità di Webb. Questi mostreranno la bellezza delle immagini Webb e daranno anche agli astronomi un assaggio reale della qualità dei dati che riceveranno.

Dopo il 12 luglio, il James Webb This Web Telescope inizierà a lavorare a tempo pieno sulla sua missione scientifica. Il programma dettagliato per il prossimo anno non è stato ancora pubblicato, ma gli astronomi di tutto il mondo stanno aspettando con impazienza di ottenere i primi dati dal più potente telescopio This Web mai costruito.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation (si apre in una nuova scheda) con licenza Creative Commons. Leggi l' articolo originale (si apre in una nuova scheda) .

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