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Wie das James-Webb-Weltraumteleskop die Geheimnisse der ersten Galaxien lüften wird

Wir tauchen tief in das Universum ein.

Webb im Weltraum links und eine 3D-gerenderte Galaxie rechts. 1, 2

Die NASA bereitet die 17 wissenschaftlichen Instrumentenmodi des James Webb-Weltraumteleskops vor, und obwohl noch zehn abzuhaken sind, haben wir einen Moment Zeit, um einige zu überprüfen, die bereits einsatzbereit sind.

In dieser Woche gab das Webb-Team grünes Licht für die NIRCam-Grism-Zeitreihe, die Bildgebungszeitreihe, die NIRISS-Aperturmaskierungs-Interferometriefunktion, die NIRISS-Weitfeld-Slitless-Spektroskopie und die NIRSpec-Zeitreihe für helle Objekte.

Das macht sieben Modi bereit, um an Bord des James-Webb-Teleskops zu gehen. Also schnallen Sie sich an für die Zukunft der weltraumgestützten Astronomie.

Das James-Webb-Weltraumteleskop wird die ersten Galaxien heranzoomen

Ein kürzlich veröffentlichter NASA-Blogbeitrag enthält mittelauflösende Spektroskopie von MIRI MRS-Modus und die Aussicht, zugehörige technische Daten auszutauschen. MIRIs MRS ist einer der fortschrittlichsten Instrumentenmodi des Teleskops und besteht aus einem Integralfeld-Spektrographen, "der liefert gleichzeitig spektrale und räumliche Informationen für das gesamte Sichtfeld“, sagten Alvara Labiano vom Centro de Astrobiologica CAB und David Law vom Space Telescope Science Institute STScI in der NASA-Blogbeitrag.

„Der Spektrograph liefert dreidimensionale ‚Datenwürfel‘, in denen jedes Pixel in einem Bild ein einzigartiges Spektrum enthält“, fügten Law und Labiano hinzu. „Solche Spektrographen sind äußerst leistungsfähige Werkzeuge, um die Zusammensetzung und Kinematik astronomischer Objekte zu untersuchen, da siekombinieren die Vorteile der traditionellen Bildgebung und der Spektroskopie."

Die MRS wurde gemacht, um zu behaltenein Auflösungsvermögen — das ist die beobachtete Wellenlänge dividiert durch den kleinsten nachweisbaren Wellenlängenunterschied — von etwa 3.000. „Das ist hoch genug, um wichtige atomare und molekulare Schlüssel aufzulösen funktioniert in einer Vielzahl von Umgebungen“, sagten Law und Labiano in dem Beitrag. „Bei den höchsten Rotverschiebungen wird die MRS in der Lage sein, die Wasserstoffemission der ersten Galaxien zu untersuchen.“

Sehen Sie sich die ersten technischen Datenwürfel für jedes der zwölf Spektralbänder von MRS an. Quelle: NASA / ESA / MIRI-Konsortium

Charakterisierung der Bildqualität und räumlichen Ausrichtung für Webbs MIRI

"Bei niedrigeren Rotverschiebungen wird es molekulare Kohlenwasserstoffmerkmale in staubigen nahen Galaxien untersuchen und die hellen spektralen Fingerabdrücke von Elementen wie Sauerstoff, Argon und Neon erkennen, die uns etwas über die Eigenschaften von ionisiertem Gas im interstellaren Medium verraten können", fügte hinzuLaw und Labiano: „Näher an der Heimat wird die MRS Karten von spektralen Merkmalen erstellen, die von Wassereis und einfachen organischen Molekülen in Riesenplaneten in unserem eigenen Sonnensystem und in planetenbildenden Scheiben um andere Sterne stammen.“

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Wenn die Bildqualität und die räumliche Ausrichtung mehrerer Informationsbänder "gut charakterisiert" sind, wird das für MIRI verantwortliche Webb-Team daran arbeiten, das zu kalibrieren.spektroskopische Reaktion des Instruments. Dies umfasst mehrere Schritte, wie das Eingrenzen der korrekten Wellenlänge und spektralen Auflösung in allen zwölf Sichtfeldern für Webb – was durch Beobachtungen von „kompakten Emissionslinienobjekten und diffusen planetarischen Nebeln, die von sterbenden Sternen ausgestoßen werden, erreicht wird“, erklärten Law und Labiano.

„Wir zeigen das außergewöhnliche spektrale Auflösungsvermögen der MRS mit einem kleinen Segment eines Spektrums, das aus jüngsten technischen Beobachtungen des aktiven galaktischen Kerns im Kern der Seyfert-Galaxie NGC 6552 gewonnen wurde“, sagte das Wissenschaftlerpaar. Sobald die MRS istWenn es fertig ist, wird es eine entscheidende Rolle während der wissenschaftlichen Programme von „Zyklus 1“ spielen – das sind die ersten Aufgaben, die das James Webb-Weltraumteleskop im Dienste einer echten weltraumgestützten Astronomie ausführen wird. Und es ist nur in wenigen Wochen.

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