韦伯太空望远镜发送回超预期清晰的图片
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韦伯太空望远镜发送回超预期清晰的图片,韦伯指向了大麦哲伦星云的一部分,在韦伯的所有传感器中提供了一个由数十万颗恒星组成的密集区域。韦伯太空望远镜发送回超预期清晰的图片。
韦伯太空望远镜发送回超预期清晰的图片1
NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的校准工作现已完成。经过全面审查,韦伯已经能够用其四个强大的机载科学仪器中的每一个捕捉清晰、聚焦良好的图像。
在完成望远镜校准的第七个也是最后一个阶段后,韦伯团队举行了一系列关键决策会议,一致同意韦伯准备好进入下一个也是最后一个系列的准备工作,即科学仪器调试,这一过程大约需要两个月的时间,之后就可以开始正式的科学观测行动啦。
美国宇航局戈达德航天飞行中心韦伯光学望远镜元件经理说:“这些出色的测试图像表明,当有一个大胆的科学愿景探索宇宙时,各国和各大洲的人们团结起来可以取得什么样的成就。该望远镜的光学性能远远高于我们的预期,韦伯的分镜现在正将太空收集的完全聚焦的光引导到每台仪器中,每台仪器都成功地捕捉到光传递给它们的图像。”
韦伯波前传感和控制科学家说:“随着望远镜对准工作的完成和我们很多人半辈子的努力,我们在詹姆斯·韦伯太空望远镜任务中终于看到了太空观测的未来,我们被宇宙创造的交响乐所包围,到处都是星系。更重要的是,所有图像数据全部公开,全世界每一个人都能看到史诗一般的宇宙。”
现在,韦伯团队将把注意力转向科学仪器的调试。每台仪器都是一套高度精密的探测器,配备了独特的透镜、过滤器和定制设备等等,有助于完成其设计的科学目标,这些仪器的特殊性将在仪器调试阶段以各种组合进行配置和操作,以充分确认其科学性。
随着望远镜校准的正式结束,参与每台仪器调试的关键人员已经抵达巴尔的摩空间望远镜科学研究所的任务操作中心,一些参与望远镜校准的人员已经结束了他们的工作。
尽管韦伯望远镜校准已完成,但仍有一些望远镜校准活动还需要进行,作为科学仪器调试的一部分,望远镜将被命令指向天空中的不同区域,在这些区域,击中韦伯的太阳辐射总量将发生变化,以确认在改变目标时的热稳定性。此外,每两天进行一次持续的维护观察将监测分镜的对准情况,并在需要时进行校正,使所有分镜始终保持在对准位置。
在这次测试中,也就是在配图中,韦伯指向了大麦哲伦星云的一部分,这是银河系中的一个小卫星星系,在韦伯的所有传感器中提供了一个由数十万颗恒星组成的密集区域。
这些图像描绘了韦伯每一个仪器在望远镜焦平面中的相对排列,每个仪器都指向天空中相对彼此略微偏移的部分。韦伯的三种成像仪器分别是NIRCam(此处显示的图像波长为2微米)、NIRISS(此处显示的图像波长为1.5微米)和MIRI(显示波长为7.7微米)。
NIRSpec是光谱仪而不是成像仪,但可以拍摄图像,如配图中的1.1微米图像,用于校准和目标采集。NIRSSPEC部分数据中可见的暗区是由于其microshutter阵列的结构,该阵列有数十万个可控快门,可以打开或关闭,以选择将哪些光发送到光谱仪。
最后,韦伯的精细导航传感器跟踪导航星,以精确地指向天文台,它的两个传感器通常不用于科学成像,但可以拍摄如图所示的校准图像。
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NASA詹姆斯-韦伯太空望远镜上的中红外仪器(MIRI)现在被一个气态氦低温冷却器冷却到7开尔文以下。随着冷却器处于最终状态,韦伯团队本周正在操作MIRI仪器以作为望远镜调整工作的第七和最后阶段的一部分。
当仪器运行时,探测器和电子装置会产生热量,这些热量则会被低温冷却器平衡,从而使MIRI保持在一个稳定的、非常冷的工作温度。近红外仪器在运行过程中同样也会升温,所以必须分散热量。来自探测器和电子设备的热量则会被辐射到深空。
现在仪器已经达到了它们的工作温度,望远镜镜面也将继续冷却到它们的最终温度,不过现在它们还没有完全达到。主镜段和副镜是由铍(涂有金)制成。在低温条件下,铍有一个很长的热时间常数,这意味着它需要很长的时间来冷却或加热。眼下,主镜段仍在冷却,这个过程非常缓慢。
挂在其支撑结构的末端并离任何热源都很远的副镜则是最冷的镜面,目前为29.4开尔文。18个主镜段的温度范围则从34.4开尔文到54.5开尔文不等。铍镜的一个优点是,它们不会像玻璃镜在这些温度下那样随温度变化而改变形状,因此温度范围不会影响望远镜的对准过程。
目前,18个镜段中有4个高于50开尔文:它们分别处于52.6、54.2、54.4和54.5开尔文的温度条件下。这四个镜段发出一些中红外光并到达MIRI探测器。由于现在所有的镜子温度都低于55开尔文,预计MIRI将有足够的敏感度来执行其计划中的科学,但这些镜面的任何额外冷却都只会提高其性能。韦伯团队希望看到镜面再冷却0.5到2开尔文。
当将望远镜指向一个天文目标时,望远镜和遮阳板将一起移动。遮阳板呈现给太阳的角度被称为指向的“姿态”。通过五层遮阳板到达主镜的少量余热取决于这个姿态,另外,由于镜段温度变化非常缓慢,所以它们的温度取决于多日平均的.姿态。
在调试期间,韦伯目前大部分时间都是对准黄道两极,这是一个相对较热的姿态。在科学运行期间,从今年夏天开始,望远镜在天空中的指向性分布将变得更加均匀。对最热的镜段的平均热输入预计会下降一些,镜面也会冷却一些。
在调试的后期,团队计划测试镜面的热依赖性对姿态的影响。他们将把韦伯放在热姿态上几天,然后再把韦伯放在冷姿态上几天--这个过程被称为热回转。这将告诉科研人员,当观测站在这些位置上的任何特定时间内,镜面需要多长时间来冷却或加热。
韦伯是否达到了它的最终温度?答案是:差不多了。
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对于太空迷来说,这是一个激动人心的日子,因为NASA确认詹姆斯-韦伯太空望远镜现在已经完全对准。自2021年12月望远镜发射以来,在一个长达数月的过程中,该望远镜的镜面和仪器目前都已部署完毕,另外它还进行了细致的调整以收集极其清晰、准确的图像。
这使得望远镜能够观察到遥远的天体如星系,如此遥远,这意味着它将能看到宇宙非常年轻的时候。
当望远镜发射时,它必须被折叠起来以适应其火箭。在前往围绕太阳的最终轨道的途中,它逐渐展开了它的硬件,如它的网球场大小的遮阳板及它的主镜和副镜。当所有的硬件被展开,首先是它的镜面然后是它的仪器。为了收集非常准确的数据,它的主镜的18个部分中的每一个都必须被调整,然后它的四个仪器也必须进行调整从而使所有东西都能得到正确的对焦。
NASA发布了一系列来自韦伯的四个仪器和一个引导传感器的图像以显示其一切都很清晰和准确。
NASA戈达德太空飞行中心的韦伯光学望远镜元件经理Lee Feinberg说道:“这些来自成功对准的望远镜的非凡测试图像表明,当有一个探索宇宙的大胆科学愿景时,跨越国家和大陆的人们能够取得什么成就。”
韦伯的下一步工作
该望远镜的仪器和能力已经过审查,NASA已经确认韦伯现已准备好开始调试其仪器。截止到目前,韦伯的性能比团队希望的还要好,它的每个仪器都被宣布为“衍射有限”。这意味着,考虑到望远镜的镜面尺寸,所有进入仪器的光线都被尽可能好地记录下来。
在望远镜的剩余寿命中,镜面将保持在它们目前的位置--除非有小的定期调整。而下一个挑战是让所有四个仪器在调试阶段做好使用准备,这包括检查每个仪器的所有部件如它们的镜头或过滤器。预计该望远镜将在今年夏天晚些时候开始收集科学数据。这意味着工程团队成员在韦伯上的一些工作现在已经完成。
来自Ball Aerospace的Scott Acton说道:“随着望远镜对准的完成和半生的努力,我在詹姆斯-韦伯太空望远镜任务中的角色已经结束。这些图像深刻地改变了我看待宇宙的方式。我们被一首创造的交响乐所包围;到处都是星系!我希望世界上的每个人都能看到它们。”据悉,Acton担任韦伯望远镜波前感应和控制科学家的角色。
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