Alle Modi, die Instrumente von James Webb verwenden werden, um das Universum zu studieren



Nachdem das James-Webb-Weltraumteleskop nun vollständig ausgerichtet ist und gestochen scharfe Bilder aufnimmt, hat das Team damit begonnen, seine Instrumente kalibrieren zu lassen. Während dieser Prozess noch andauert, hat die NASA eine geteilt aktualisieren über die 17 verschiedenen Modi, die mit den vier Instrumenten von Webb möglich sein werden, mit Beispielen dafür, welche Art von wissenschaftlicher Forschung mit jedem möglich sein wird.

Während die Ingenieure an der Kalibrierung von Webbs Instrumenten arbeiten, werden sie jeden der 17 Modi überprüfen und sicherstellen, dass sie für den Beginn des wissenschaftlichen Betriebs in diesem Sommer bereit sind.

Modi der Nahinfrarotkamera (NIRCam):

  1. Bildgebung. Dieses Instrument nimmt Bilder im nahen Infrarotbereich auf und wird die Hauptkamerafunktion von Webb sein. Es wird verwendet, um Bilder sowohl von einzelnen Galaxien als auch von tiefen Feldern wie dem Hubble Ultra-Deep Field aufzunehmen.
  2. Spaltlose Weitfeldspektroskopie. Dieser Modus, in dem Licht in verschiedene Wellenlängen aufgeteilt wird, war ursprünglich nur zum Ausrichten des Teleskops gedacht, aber die Wissenschaftler erkannten, dass sie ihn auch für wissenschaftliche Aufgaben wie die Beobachtung entfernter Quasare verwenden könnten.
  3. Koronagraphie. Einige Lichtquellen, wie Sterne, sind sehr hell und die Blendung von ihnen überdeckt schwächere Lichtquellen in der Nähe. Dieser Modus platziert eine Scheibe, um eine helle Lichtquelle auszublenden, sodass dunklere Objekte gesehen werden können, wie z. B. Exoplaneten, die helle Sterne umkreisen.
  4. Zeitreihenbeobachtungen – Bildgebung. Dieser Modus wird verwendet, um Objekte zu beobachten, die sich schnell ändern, wie Magnetare.
  5. Zeitreihenbeobachtungen – Grism. Dieser Modus kann Licht betrachten, das durch die Atmosphäre von Exoplaneten kommt, um zu erfahren, woraus die Atmosphäre besteht.

Modi des Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec):

  1. Mehrobjektspektroskopie. Dieses Instrument ist mit einem speziellen Microshutter-Array ausgestattet, in dem Tausende von winzigen Fenstern, jedes etwa so breit wie ein menschliches Haar, einzeln geöffnet oder geschlossen werden können. Dadurch kann das Instrument bis zu 100 Objekte gleichzeitig beobachten, was bedeutet, dass es Daten viel schneller sammeln kann als frühere Instrumente. Es wird verwendet, um Deep-Field-Bilder wie eines einer Region namens Extended Groth Strip aufzunehmen.
  2. Festspaltspektroskopie. Anstatt viele Ziele gleichzeitig zu betrachten, verwendet dieser Modus feste Schlitze für sehr empfindliche Messungen für einzelne Ziele, wie z. B. das Betrachten von Licht aus Quellen von Gravitationswellen, den sogenannten Kilonovas.
  3. Integrale Feldgerätespektroskopie. Dieser Modus betrachtet Licht, das von einem kleinen Bereich kommt, anstatt von einem einzelnen Punkt, wodurch Forscher einen Gesamtüberblick über Objekte wie entfernte Galaxien erhalten, die aufgrund eines Effekts namens Gravitationslinsen größer erscheinen.
  4. Helle Objektzeitreihen. Dieser Modus ermöglicht es Forschern, Objekte zu betrachten, die sich im Laufe der Zeit schnell ändern, wie z. B. einen Exoplaneten in einer vollen Umlaufbahn um seinen Stern.

Nahinfrarot-Imager und Slitless Spectrograph (NIRISS)-Modi:

  1. Spaltlose Einzelobjektspektroskopie. Dieser Modus blendet das Licht sehr heller Objekte aus, sodass Forscher kleinere Objekte wie felsige erdähnliche Pflanzen im TRAPPIST-System betrachten können.
  2. Spaltlose Weitfeldspektroskopie. Diese Art der Spektroskopie wird verwendet, um die entferntesten Galaxien zu betrachten, von denen wir noch nichts wissen.
  3. Aperture Masking Interferometrie. Dieser Modus blockiert das Licht von einigen der 18 Segmente von Webbs Hauptspiegel, um eine kontrastreiche Abbildung zu ermöglichen, als ob man ein Doppelsternsystem betrachtet, in dem Sternwinde von jedem Stern kollidieren.
  4. Bildgebung. Dieser Modus ist ein Backup für die NIRCam-Bildgebung, der verwendet werden kann, wenn die anderen Instrumente bereits verwendet werden. Es wird verwendet, um Ziele wie einen Gravitationslinsen-Galaxienhaufen abzubilden.

Modi für Mittelinfrarotinstrumente (MIRI):

  1. Bildgebung. MIRI arbeitet im mittleren Infrarotbereich, was für die Betrachtung von Merkmalen wie Staub und kaltem Gas nützlich ist, und wird für Ziele wie die nahe Galaxie Messier 33 verwendet.
  2. Spektroskopie mit niedriger Auflösung. Dieser Modus dient zum Betrachten schwacher Quellen wie der Oberfläche eines Objekts, um seine Zusammensetzung zu sehen, und wird verwendet, um Objekte wie einen winzigen Mond namens Charon zu untersuchen, der Pluto umkreist.
  3. Spektroskopie mit mittlerer Auflösung. Dieser Modus eignet sich besser für hellere Quellen und wird verwendet, um Ziele wie Materiescheiben zu betrachten, aus denen sich Planeten bilden.
  4. Koronare Bildgebung. Wie NIRCam verfügt auch MIRI über kornografische Modi, die helle Quellen blockieren können und die zur Jagd nach Exoplaneten um den nahen Stern Alpha Centauri A verwendet werden.

Um den Fortschritt zu sehen, der bei der Vorbereitung aller 17 dieser Modi erzielt wird, können Sie mit dem folgen Wo ist der Webb-Tracker?das den Bereitstellungsstatus anzeigt, wenn jeder Modus betriebsbereit ist.

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