Waarom zien sterren er stekelig uit in beelden van de James Webb Space Telescope?

sterren in Nieuwe beelden van de James Webb Space Telescope Het ziet er scherper uit dan het was. En dan heb ik het niet alleen over de beeldkwaliteit, die is verbazingwekkend. Ik heb het over het feit dat veel van de heldere sterren op de foto’s zeer duidelijke nagels hebben die eruitzien als een kerstversiering of, zoals een van mijn collega’s het uitdrukte, “eruit zien als een JJ Abrams-promotieposter, en ik ben er dol op. ”

Maar dit is niet het geval Lensflare te veel. Dit zijn diffractiepieken en als je goed kijkt, zie je dat alle heldere objecten in de JWST-afbeeldingen hetzelfde achtpuntspatroon hebben. Hoe helderder het licht, hoe duidelijker het voordeel. Vage objecten zoals nevels of sterrenstelsels Heb niet de neiging om veel van deze vervorming te zien.

Dit patroon van yaw spikes is een uniek patroon op JWST. Als je bent Vergelijk foto’s Genomen met de nieuwe telescoop voor foto’s gemaakt door zijn voorganger, zul je merken dat Hubble slechts vier diffractiehoogtes tot acht heeft bij de JWST. (Twee van de JWST-pieken kunnen erg zwak zijn, dus soms lijkt het alsof er zes zijn.)

De vorm van de diffractiepieken wordt bepaald door telescopen, dus laten we beginnen met een snelle opfrissing van de belangrijke stukjes. Zowel Hubble als JWST reflecterende telescopen, Dat betekent dat ze licht van het universum verzamelen met behulp van spiegels. Reflecterende telescopen hebben een grote primaire spiegel die licht opvangt en terugkaatst naar een kleinere secundaire spiegel. De secundaire spiegel Op ruimtetelescopen helpt het dit licht te richten op de wetenschappelijke instrumenten die het omzetten in alle prachtige beelden en gegevens die we nu zien.

Zowel de primaire als de secundaire spiegel dragen bij aan diffractiepieken, maar op enigszins verschillende manieren. Licht wordt gereflecteerd of gebogen rond objecten zoals de randen van een spiegel. Dus de vorm van de spiegel zelf kan lichtpieken produceren als het licht interageert met de randen van de spiegel. In het geval van Hubble was de spiegel rond, dus hij voegde niet toe aan de vork. Maar JWST heeft zeshoekige spiegels die resulteren in een afbeelding met zes diffractiestekels.

Er is ook de secundaire spiegel. De secundaire spiegels zijn kleiner dan de primaire spiegels en worden door middel van beugels weggehouden van de primaire spiegel. In het geval van JWST, De stutten zijn 25 voet lang. Licht dat door deze stutten gaat, wordt afgebogen, waardoor er meer rimpelingen ontstaan, elk loodrecht op de stut zelf.

In het geval van Hubble resulteren de vier stutten in de vier verschillende verhogingen die je in Hubble-afbeeldingen ziet. JWST heeft drie stutten die de secundaire spiegel vasthouden, wat resulteert in nog zes klinknagels.

Foto: NASA

Dit is veel vervorming. Om het aantal diffractiepieken te verminderen, werd de JWST zo ontworpen dat vier van de door de stut geïnduceerde uitsteeksels overlapten met vier van de spiegelgeïnduceerde uitsteeksels. Dit laat de acht diffractiepieken van het binnenkort iconische JWST-beeld over.

Sommige nagels zullen min of meer zichtbaar lijken, afhankelijk van het gereedschap dat ook het licht behandelt. Dit is het duidelijkst te zien in de JWST-beelden van de Zuidelijke Ringnevel, die deze week zijn vrijgegeven.

Afbeelding: NASA, ESA, CSA en STScI

De afbeelding aan de linkerkant is gemaakt door de NIRCam van JWST, die bijna-infraroodlicht opvangt. De afbeelding rechts is gemaakt door het MIRI-instrument van de telescoop, dat in plaats daarvan medium-infrarood licht opvangt. “In nabij-infrarood licht hebben sterren een opmerkelijkere diffractiepiek omdat ze op deze golflengten erg helder zijn”, Uitleg Gepost door Space Telescope Science Institute zegt. “In midden-infrarood licht verschijnen ook diffractiehoogten rond sterren, maar ze zijn lichter en kleiner (zoom in om ze te ontdekken).”

Als je een visuele weergave wilt van hoe diffractiehoogten werken op JWST, bekijk dan de handige infographic hieronder Van NASA en het Space Telescope Science Institute:

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

Verwant: