Μπορείτε να δείτε πού χτυπήθηκε απευθείας το τηλεσκόπιο Webb από έναν μικρό μετεωρίτη σε έναν από τους καθρέφτες του

Σύγκριση ευθυγράμμισης καθρέφτη Webb, που προέρχεται από την έκθεση “JWST Scientific Performance Characterization of Missing” (12 Ιουλίου 2022). Πίστωση: NASA/ESA/CSA

Ο κόσμος εξακολουθεί να ταράζεται από την κυκλοφορία των πρώτων εικόνων του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST). Αυτό παρείχε μια ολοκληρωμένη επισκόπηση του είδους των επιστημονικών εργασιών που θα πραγματοποιούσε ο Webb κατά τη διάρκεια της 20χρονης αποστολής του. Περιλάμβανε την πιο ευαίσθητη και λεπτομερή ματιά σε μερικά από τα πιο εμβληματικά αστρονομικά αντικείμενα, φάσματα από την ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη και μια ματιά σε βαθύ πεδίο σε μερικούς από τους πιο μακρινούς γαλαξίες του σύμπαντος. Από την έναρξή του, έχουμε επίσης δεχτεί ματιές αντικειμένων στο ηλιακό σύστημα που καταγράφηκαν από τα υπέρυθρα όργανα του Webb.


Εν τω μεταξύ, η Συνεργασία JWST κυκλοφόρησε μια πλήρη έκθεση, “Χαρακτηρίζοντας την επιστημονική απόδοση της JWST από την ανάθεση”, εξετάζοντας όλα όσα έχει καταφέρει ο Webb μέχρι στιγμής και τι περιμένουν κατά τη διάρκεια της αποστολής. Αυτό το έγγραφο εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο και καλύπτει τα πάντα, από την πλοήγηση ενός τηλεσκοπίου και σημειώνει την απόδοση πολλών από τα όργανα του. Μια ενδιαφέρουσα πληροφορία, η οποία δεν έχει δημοσιοποιηθεί στο παρελθόν, είναι το πώς ο Webb υπέστη μια σειρά από προσκρούσεις μικρομετεωριτών, μία από τις οποίες προκάλεσε μια “μη αναστρέψιμη αλλαγή” σε ένα μόνο τμήμα καθρέφτη.

Η ομάδα πίσω από αυτήν τη μελέτη περιελάμβανε ερευνητές από τις τρεις συμμετέχουσες διαστημικές υπηρεσίες – NASA, την Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία (ESA) και την Καναδική Διαστημική Υπηρεσία (CSA) – και από πολλούς συνεργαζόμενους οργανισμούς της αποστολής. Αυτά τα ιδρύματα περιλαμβάνουν το Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI), το Ινστιτούτο Niels Bohr, το Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck (MPIA), το Τεχνολογικό Κέντρο Αστρονομίας του Ηνωμένου Βασιλείου (UK ATC), το Εθνικό Ερευνητικό Συμβούλιο του Καναδά (NRCC) και το Εθνικό Ινστιτούτο τεχνολογίας. de Técnica Aeroespacial (INTA), Centro de Astrobiología (CAB) και πολλές αεροπορικές εταιρείες, πανεπιστήμια, ερευνητικά ινστιτούτα και φορείς σε όλο τον κόσμο.

Το έγγραφο που συνέταξαν αξιολογεί την απόδοση του JWST κατά την εξάμηνη περίοδο έναρξης λειτουργίας πριν από την έναρξη λειτουργίας στις 12 Ιουλίου 2022. Αυτό αποτελείται από μια περιγραφή της απόδοσης του παρατηρητηρίου σε τροχιά, του σχεδιασμού και της μηχανικής του JWST και της αναμενόμενης απόδοσης πριν από την εκτόξευση . Στη συνέχεια συγκρίθηκε με την απόδοση των διαστημικών σκαφών, των τηλεσκοπίων, των επιστημονικών οργάνων και του συστήματος της Γης. Η ενότητα 4 της έκθεσης, Visual Performance, εξετάζει τον τρόπο λειτουργίας των διαφόρων εργαλείων Webb κατά την περίοδο ανάθεσης.

Μπορείτε να δείτε πού χτυπήθηκε απευθείας το τηλεσκόπιο Webb από έναν μικρό μετεωρίτη σε έναν από τους καθρέφτες του

Πρωτεύον κομμάτι καθρέφτη για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, κατασκευασμένο από βηρύλλιο. Πίστωση: NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given

JWST’s βασικός καθρέφτης Αποτελείται από δεκαοκτώ εξάγωνα διατεταγμένα σε σχήμα κηρήθρας. Κάθε μέρος είναι κατασκευασμένο από επιχρυσωμένο βηρύλλιο και είναι όλα ευθυγραμμισμένα για να εξασφαλίζουν την υψηλότερη δυνατή ακρίβεια και ευαισθησία. Η συνολική απόδοση μετριέται με βάση το σφάλμα μετώπου κύματος (WFE), το οποίο υποδεικνύει πώς το φως που συλλέγεται από τα κάτοπτρα του τηλεσκοπίου αποκλίνει από το αναμενόμενο μήκος κύματος φωτός. Η συνολική έκταση προσδιορίζεται με τον υπολογισμό της απόκλισης του συλλεγόμενου φωτός από το σφάλμα ρίζας μέσου τετραγώνου (RMS) – τον σφαιρικό μέσο όρο ολόκληρου του μετώπου κύματος.

Αυτό εκφράζεται μαθηματικά χρησιμοποιώντας μονάδες συγκεκριμένου μήκους κύματος, που μετρώνται σε νανόμετρα (νανόμετρα) όταν πρόκειται για υπέρυθρα μήκη κύματος. Η ενότητα 4.7 ασχολείται με τις επιπτώσεις και τις συνέπειες των μικρομετεωριτών πιθανή επίδραση Στις οπτικές επιδόσεις μεγάλης εμβέλειας του Webb. Η αξιολόγηση ξεκινάει υπενθυμίζοντας στους αναγνώστες ότι οποιοδήποτε διαστημόπλοιο θα συναντήσει αναπόφευκτα μικρομετεωρίτες και, στη συνέχεια, παραθέτει τον αριθμό των προσκρούσεων που αναμένονται κατά τη διάρκεια της εκτέλεσής του:

“Κατά την εκτόξευση, η ανίχνευση μετώπου κύματος κατέγραψε έξι εντοπισμένες επιφανειακές παραμορφώσεις στον πρωτεύοντα καθρέφτη που αποδίδονται στην πρόσκρουση μικρομετεωριτών. Αυτές οι παραμορφώσεις συνέβησαν με ρυθμό (περίπου μία ανά μήνα) που συνάδει με τις προβλέψεις πριν από την εκτόξευση. Κάθε μικρομετεωρίτης προκάλεσε επιδείνωση στο προσκήνιο. κύμα μικρομετεωριτών. Το επηρεασμένο κομμάτι καθρέφτη, όπως μετρήθηκε κατά την κανονική ανίχνευση μετώπου κύματος. Κάποια από την προκύπτουσα υποβάθμιση του μετώπου κύματος μπορεί να διορθωθεί με ομοιόμορφο έλεγχο μετώπου κύματος και μερικά έχουν μη διορθωτούς όρους υψηλής χωρικής συχνότητας.”

Επισημαίνουν επίσης ότι αυτές οι προσκρούσεις μικρομετεωροειδών έχουν ανιχνευθεί μέχρι στιγμής ανιχνεύοντας το μέτωπο κύματος. Πέντε από τα έξι φαινόμενα που ανιχνεύθηκαν είχαν αμελητέα αποτελέσματα, συμβάλλοντας σε ένα συνολικό συνολικό σφάλμα λιγότερο από 1 nm στο συνολικό σφάλμα μετώπου κύματος. Ωστόσο, η υπολειπόμενη πρόσκρουση, η οποία σημειώθηκε μεταξύ 22 Μαΐου και 24 Μαΐου, προκάλεσε μια «σημαντική μη αναστρέψιμη αλλαγή» στο συνολικό σχήμα του τμήματος C3. Αυτό το κλιπ βρίσκεται στην κάτω δεξιά πλευρά του κύριου καθρέφτη του Webb (όταν το βλέπετε από μπροστά) και το εφέ απεικονίζεται στην αναφορά (δείτε την παραπάνω εικόνα).

Ευτυχώς, το συνολικό αποτέλεσμα ήταν μικρό αφού μόνο ένα μικρό μέρος της περιοχής του τηλεσκοπίου επηρεάστηκε από αυτό. Οι ομάδες αποστολής πραγματοποίησαν επίσης δύο βήματα επαναευθυγράμμισης για να διορθώσουν το αποτέλεσμα, φέρνοντας την ευθυγράμμιση του τηλεσκοπίου σε ένα ελάχιστο RMS των 59 nm, περίπου 5 έως 10 nm πάνω από τις προηγούμενες καλύτερες τιμές σφάλματος RMS μετώπου κύματος. Οι συντάκτες της έκθεσης συνεχίζουν επίσης να σημειώνουν ότι οι «παρασύρσεις και τα επίπεδα σταθερότητας» του τηλεσκοπίου συνήθως οδηγούν σε «συνεισφορά τηλεσκοπίου» από 60 (ελάχιστο) έως 80 nm RMS – στο οποίο σημείο, συνήθως εκτελείται έλεγχος μετώπου κύματος.

Εξηγούν επίσης ότι δεν είναι γνωστό αυτή τη στιγμή εάν ο αντίκτυπος του Μαΐου 2022 στο τμήμα C3 είναι σπάνιος ή κάτι που μπορεί να αναμένεται να συμβεί πιο συχνά κατά τη διάρκεια της αποστολής JWST. Λένε ότι αυτό είναι απαραίτητο εάν οι ομάδες της αποστολής JWST ελπίζουν να προσδιορίσουν εάν το τηλεσκόπιο θα είναι πιο ευάλωτο σε ζημιές από μικρομετεωρίτες από ό,τι προέβλεπε η μοντελοποίηση πριν από την εκτόξευση:

«Η ομάδα του έργου διεξάγει πρόσθετες έρευνες σε συγκροτήματα μικρομετεωριτών, πώς οι επιπτώσεις επηρεάζουν τους καθρέφτες βηρυλλίου και αντισταθμίσεις αποτελεσματικότητας και αποδοτικότητας για πιθανούς μετριασμούς, όπως περιορισμούς προσανατολισμού που θα μείωναν τον χρόνο που αφιερώνεται κοιτάζοντας προς την κατεύθυνση της τροχιακής κίνησης, οι οποίοι έχουν στατιστικά υψηλότερο μετεωρίτη ρυθμούς και ενέργειες».

Συνοψίζοντας, ο αντίκτυπος στο τμήμα C3 προκάλεσε ανησυχίες στους παρατηρητές της αποστολής. Αλλά το θετικό ήταν ότι δεν ήταν κάτι που δεν μπορούσαν να χειριστούν και δεν αναμενόταν να επηρεάσει τις μακροπρόθεσμες επιστημονικές λειτουργίες του Webb. Όπως συνοψίζει η έκθεση:

“Το κύριο αποτέλεσμα των έξι μηνών θέσης σε λειτουργία είναι: Το JWST είναι πλήρως ικανό να κάνει τις ανακαλύψεις για τις οποίες έγινε. Το JWST οραματίζεται “να επιτρέψει θεμελιώδεις ανακαλύψεις στην κατανόησή μας για το σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών, των αστεριών και των πλανητικών συστημάτων «… Τώρα ξέρουμε σίγουρα ότι θα είναι». Το τηλεσκόπιο και το σμήνος οργάνων έχουν δείξει την ευαισθησία, τη σταθερότητα, την ποιότητα εικόνας και το φασματικό εύρος που είναι απαραίτητο για να μεταμορφώσουμε την κατανόησή μας για το σύμπαν μέσω παρατηρήσεων που εκτείνονται από τους αστεροειδείς κοντά στη Γη έως τους πιο μακρινούς γαλαξίες.

Επιπλέον, οι συντάκτες της έκθεσης κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το JWST είχε καλύτερη απόδοση από το αναμενόμενο, σχεδόν σε γενικές γραμμές. Όσον αφορά την οπτική ευθυγράμμιση των κατόπτρων του, τη λειτουργία διασποράς σημείου, τη σταθερότητα του χρόνου απεικόνισης και το ακριβές σύστημα καθοδήγησης που καθοδηγεί το παρατηρητήριο, το Webb έχει ξεπεράσει τις προσδοκίες. Υποδεικνύουν επίσης ότι οι καθρέφτες είναι πιο καθαροί και ότι τα επιστημονικά όργανα παρείχαν γενικά υψηλότερη συνολική απόδοση του συστήματος από τις προβλέψεις πριν από την κυκλοφορία. Όλα αυτά αθροίζονται σε ορισμένες αισιόδοξες εκτιμήσεις:

“Συλλογικά, αυτοί οι παράγοντες μεταφράζονται σε σημαντικά καλύτερη ευαισθησία για τις περισσότερες λειτουργίες υλικού από ό,τι υποτίθεται στον υπολογιστή χρόνου έκθεσης για τον προγραμματισμό παρακολούθησης πρώτου κύκλου, σε πολλές περιπτώσεις κατά δεκάδες τοις εκατό. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το JWST θα εμβαθύνει γρηγορότερα από το αναμενόμενο. Επιπλέον, το JWST έχει αρκετό προωθητικό για να αντέξει τουλάχιστον 20 χρόνια».

Η JWST Collaboration ανέφερε ότι περισσότερες λεπτομέρειες θα δοθούν σε μια σειρά προγραμματισμένων εγγράφων. Αυτά θα εμφανιστούν σε ειδικό τεύχος της έκδοσης της Astronomical Society of the Pacific (PASP) αφιερωμένο στο JWST.


Το τηλεσκόπιο James Webb χτυπήθηκε από μικρομετεωρίτες: NASA


περισσότερες πληροφορίες:
Jane Rigby et al, JWST επιστημονικός χαρακτηρισμός απόδοσης από την ανάθεση. arXiv: 2207.05632v1 [astro-ph.IM]Και το arxiv.org/abs/2207.05632

Εισαγωγή του
σύμπαν σήμερα

το απόσπασμα: Μπορείτε να δείτε πού το τηλεσκόπιο Webb δέχτηκε ένα άμεσο χτύπημα από έναν μικρό μετεωρίτη σε έναν από τους καθρέφτες του (2022, 21 Ιουλίου) Ανακτήθηκε στις 21 Ιουλίου 2022 από https://phys.org/news/2022-07-webb- telescope-micrometeorite-mirrors .html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Μάλλινα μαμούθ και άλλα ζώα από την Εποχή των Παγετώνων θα περιπλανηθούν στο Metaverse

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *