Die Entwicklung der Infrarotastronomie, von Spitzer über WISE bis JWST. Bildnachweis: Andras Kaspar
Die Bilder, die letzte Woche vom Team des James Webb Space Telescope (JWST) veröffentlicht wurden, sind offiziell keine „Erstlicht“-Bilder des neuen Teleskops, aber in gewisser Weise fühlt es sich so an. Diese atemberaubenden Ansichten liefern die ersten Hinweise darauf, wie leistungsfähig JWST sein wird und wie sehr sich die Infrarotastronomie verbessern wird.
Die Bilder wurden nach Abschluss des langen Prozesses zur vollständigen Fokussierung der Spiegelsegmente des Teleskops veröffentlicht. Ingenieure sagen, die optische Leistung von JWST sei „besser als die optimistischsten Vorhersagen“, und Astronomen sind außer sich vor Aufregung.
„Das hat es nicht die Gesetze der Physik gebrochen, liegt aber dank der außerordentlichen Anstrengungen vieler über Jahrzehnte am allerbesten Ende der Möglichkeiten“, sagte Mark McCaughrean, Senior Advisor for Science & Exploration der European Space Agency und Mitglied der Science Working Group des JWST. auf Twitter.
In ihrer Aufregung begannen Astronomen, Vergleichsbilder – von früheren Teleskopen zu JWST im selben Sichtfeld – zu veröffentlichen, die die Entwicklung der Verbesserung der Auflösung zeigten.
Der Astronom Andras Gaspar, der mit dem Mittelinfrarot-Instrument MIRI von JWST arbeitet, stellte Bilder des WISE-Teleskops (Wide Infrared Survey Explorer) mit JWSTs Bild desselben Sichtfelds, der Großen Magellanschen Wolke, einer kleinen Satellitengalaxie, zusammen Milchstraße.
Dann erkannte er, dass Spitzer auch ein Bild des LMC aufgenommen und dann den Vergleich der drei Teleskope erstellt hatte, die in unserem Hauptbild zu sehen sind.
„Um fair zu sein, WISE mit seinem 40-cm-Durchmesser-Teleskop war nur halb so groß wie Spitzers [85-cm-Primärteil], aber beide sind winzig im Vergleich zu JWST [6.5-Meter-Primärteil]“ Gaspar sagte auf Twitter. „Das bekommt man mit einer großen Blende! Auflösung und Empfindlichkeit. Und MIRI gibt Mid-IR! HST [Hubble Weltraumteleskop}] kann diese Wellenlänge nicht bekommen.“
Und es gibt noch mehr:
Die Astronomen und Ingenieure scheinen tatsächlich erstaunt zu sein, wie gut die Auflösung von JWST ausfällt. Das mag Sie überraschen. Ich meine, führen sie keine Tests am Boden durch, um die Fähigkeiten von Teleskopen zu kennen, bevor sie starten? Ja, aber Bodentests erzählen nicht immer die ganze Geschichte, wie Marshall Perrin, stellvertretender Projektwissenschaftler für Webb am Space Telescope Science Institute, erklärt auf Twitter erklärt.
„Ja, wir hatten den gesamten optischen Zug in Houston in Kryo getestet – aber das hat uns nicht wirklich die ultimative Leistung verraten“, er schrieb. "Nicht ganz. In vielerlei Hinsicht war die Testumgebung am Boden herausfordernd und anders als im Weltraum.“
Perrin erklärt, wie die Schwerkraft eine Rolle spielt, da die Spiegel von JWST so konstruiert sind, dass sie in Zero-g eine bestimmte Form haben, aber bei allen Bodentests unvermeidlich durch die Schwerkraft verformt wurden, was numerische Modelle zur Kompensation erforderte.
Dann gibt es keine Möglichkeit, am Boden zu testen, wie das Teleskop in Zero-g funktionieren könnte, was die Stabilität betrifft oder ob es irgendwelche Vibrationen durch das Raumschiff gibt. Und während der Bodentest in der Thermalvakuumkammer des Johnson Space Center den Temperaturen entsprechen könnte, die JWST im Weltraum erfahren würde, sagte Perrin, dass bestimmte Effekte in der Testkammer optische Instabilitäten induzierten.
„Eine Leistungsvorhersage darf nicht nur eine Handbewegung oder ein Wunsch sein, sie muss auf quantitativen numerischen Modellen und Budgets basieren, einschließlich der Bewertung von Risiken und Unsicherheiten.“ er schrieb.
Obwohl Vorhersagen nützlich sind, gibt es also immer Unsicherheiten. Lassen Sie uns vorerst die Freude und das Wunder genießen, die JWST bereits bietet.
Die offiziellen ersten Lichtbilder werden voraussichtlich im Juli erscheinen.
Ursprünglich veröffentlicht Universum heute.
Wir hätten die Bilder verbessern können, die wir hatten, denn es ist eine Unschärfe dessen, was wir von J.Webb bekommen haben. Sein Vorteil besteht darin, dass ein kleiner Unschärfepunkt ein echtes Bild erhalten könnte, das durch die Verbesserung nicht erkannt werden könnte.