Porque las estrellas aparecen puntiagudas en las imágenes del Telescopio Espacial James Webb

estrellas en el Nuevas imágenes del Telescopio Espacial James Webb se ven más nítidos que antes. Y no me refiero sólo a la calidad de imagen, que es alucinante. Me refiero al hecho de que muchas de las estrellas brillantes en las imágenes tienen puntas muy distintas 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. Estos son picos de difracción, y si miras de cerca, verás que todos los objetos brillantes en las imágenes del JWST tienen el mismo patrón de ocho puntas. Cuanto más brillante es la luz, más prominente es la característica. Objetos más débiles como nebulosas o galaxias. no tienden a ver tanto de esta distorsión.

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

La forma de los picos de difracción está determinada por el hardware del telescopio, así que comencemos con una actualización rápida de los bits importantes. Tanto Hubble como JWST son telescopios reflexivos, lo que significa que recogen la luz del cosmos usando espejos. Los telescopios reflectantes tienen un gran espejo primario que recoge la luz y la refleja en un espejo secundario más pequeño. los espejo secundario en los telescopios espaciales ayuda a guiar esa luz hacia instrumentos científicos que la transforman en todas las imágenes y datos fantásticos que estamos viendo ahora.

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

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 montantes miden 25 pies de largo. La luz que pasa a través de estos puntales se difracta, lo que da como resultado múltiples puntos, cada uno perpendicular al puntal mismo.

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

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

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

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

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

La imagen de la izquierda fue tomada por NIRCam de JWST, que recolecta luz en el infrarrojo cercano. La de la derecha fue tomada por el instrumento MIRI del telescopio, que en cambio captura luz en el infrarrojo medio. «En la luz del infrarrojo cercano, las estrellas tienen picos de difracción más prominentes porque son muy brillantes en estas longitudes de onda», dijo un explicación publicado por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial dice. «En la luz del infrarrojo medio, los picos de difracción también aparecen alrededor de las estrellas, pero son más débiles y más pequeños (haz zoom para encontrarlos)».

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

Este es un diagrama llamado

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


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