Completato l'allineamento del telescopio spaziale James Webb, ora si pensa alla campagna scientifica

Completato l'allineamento del telescopio spaziale James Webb, ora si pensa alla campagna scientifica

Il telescopio spaziale James Webb ha completato correttamente l'allineamento di tutti gli strumenti scientifici. Questo è un passaggio fondamentale prima dell'inizio della campagna di osservazione scientifica che inizierà questa estate.

di pubblicata il , alle 14:47 nel canale Scienza e tecnologia
NASAESA
 

Intorno alla seconda metà di aprile era stato annunciato il completamento del raffreddamento dello strumento MIRI del telescopio spaziale James Webb. In queste ore però è arrivata la notizia che tutti aspettavano: si tratta del completamento dell'allineamento di tutti gli strumenti e degli specchi (primario, secondario, etc.). Si tratta di un momento fondamentale perché da qui in poi, dopo gli ultimi aggiustamenti, il JWST potrà iniziare la sua campagna scientifica.

Tutto è andato come previsto e ora la prima immagine scientifica potrebbe arrivare effettivamente entro l'estate come annunciato in precedenza. Da qui in poi il nuovo grande telescopio spaziale potrà affiancare Hubble nelle osservazioni (e sostituirlo quando quest'ultimo non funzionerà più). La campagna scientifica primaria dovrebbe durare 5 anni, mentre ci si aspetta comunque di arrivare intorno ai 10 anni. Grazie al lancio preciso di Ariane 5 però sembra che il propellente necessario alle manovre correttive potrebbe estenderla fino a 20 anni (e oltre nel caso si trovino le tecnologie per il rifornimento, attualmente non previsto).

Il telescopio spaziale James Webb ha completato l'allineamento

NASA, ESA e STSCi hanno annunciato il risultato nella serata di ieri confermando che il telescopio spaziale "è catturare immagini nitide e ben focalizzate con ciascuno dei suoi quattro potenti strumenti scientifici". Per quanto possa sembrare quasi ovvio, non è per nulla scontato riuscire a lavorare con uno strumento a 1,5 milioni di km di distanza. Non c'è infatti possibilità di interventi in loco e pensando anche alla complessità del telescopio stesso.

james webb

Click sull'immagine per ingrandire, i colori sono aggiunti in post-produzione

Il telescopio spaziale James Webb dovrà completare gli ultimi passaggi, della durata di circa due mesi, prima di iniziare la campagna scientifica vera e propria. Fortunatamente non è stato rilevato alcun problema. Si tratta di una buona notizia se si pensa a quanto era accaduto all'inizio della vita operativa di Hubble, dove lo specchio principale non era stato realizzato correttamente e produceva immagini sfocate. In futuro ci saranno solo alcune correzioni periodiche dei segmenti dello specchio primario.

Lee Feinberg (della NASA) ha dichiarato "queste straordinarie immagini di prova da un telescopio allineato con successo dimostrano ciò che le persone di paesi e continenti possono ottenere quando c'è un'audace visione scientifica per esplorare l'Universo".

Interessante notare che secondo gli ingegneri le prestazioni del telescopio spaziale sono anche migliori delle più rosse aspettative. In questi mesi ogni strumento verrà provato e configurato per permettere di acquisire correttamente le immagini. Inoltre il telescopio spaziale James Webb punterà in diverse zone del cielo con radiazione solare differente per capire se la stabilità termica è confermata.

Alcune curiosità sull'immagine del telescopio spaziale James Webb

Mark McCaughrean (dell'ESA) ha anche voluto approfondire alcuni punti della nuova immagine rilasciata. In particolare ci si è concentrati sul segmento di NIRCam che riprende la Grande Nube di Magellano. Questo strumento può lavorare a 2 µm e riprendere due campi di visione contemporaneamente con lunghezze d'onda in lungo e corto vicino infrarosso. L'immagine diffusa dalla NASA, per quanto ad alta risoluzione, non è a risoluzione piena. Se si impiegassero tutti i dati forniti dai vari strumenti avrebbe una dimensione di 400 MB.

jwst

Come notato da McCaughrean, la forma a sei punte delle stelle è dovuta alla diffrazione dei bordi dei segmenti esagonali e dal bordo dello specchio principale. Invece una linea orizzontale è dovuta al supporto dello specchio secondario.

NIRSpec invece è uno spettrometro e quindi riprende solo un campo di visivo. Lo scopo è quello di catturare lo spettro degli oggetti d'interesse facendo passare solo una parte della luce attraverso dei piccoli otturatori (che possono essere aperti o chiusi in base alla necessità). Per la calibrazione e quindi visibile nell'immagine sopra, tutti gli otturatori erano aperti (lavorando a 1,1 µm). Le linee nere sono linee di otturatori non funzionanti ma non rappresenta un problema grave anche se rimarranno sempre bloccate.

jwst

NIRISS ha invece ripreso un'immagine a tutto campo a 1,5 µm. Si tratta di uno strumento complementare a NIRCam al quale si aggiunge una parte di spettroscopia. In questo caso non sono presenti microspecchi e quindi si può catturare uno spettro per ogni oggetto nel campo visivo. NIRISS potrà quindi esaminare fonti ignote senza avere una pre-acquisizione.

MIRI utilizza un sensore da 1024 x 1024 pixel e può funzionare da fotocamera e spettrometro. L'immagine dimostrativa è stata catturata a 7,7 µm che permette di evidenziare gli idrocarburi policiclici aromatici in nebulose per la formazione stellare.

Rimane poi l'FSG (Fine Guidance Sensor) che non è uno strumento scientifico. Si tratta di un sistema che consente di tracciare i movimenti delle stelle per capire se il telescopio è puntato correttamente e inviare i dati al sistema di correzione del puntamento. In questo caso è stato catturato l'intero campo di visione nel vicino infrarosso a lunghezza d'onda corta.

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12 Commenti
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jepessen29 Aprile 2022, 16:03 #1
Peccato per gli otturatori non funzionanti, ma per il resto direi che e' stato un enorme successo... Non vedo l'ora che escano le prime osservazioni...
andbad29 Aprile 2022, 17:19 #2
migliori delle più rosse aspettative


Ok che lavora nell'infrarosso, ma solitamente le aspettative sono rosee.

By(t)e
andbad29 Aprile 2022, 17:19 #3
Originariamente inviato da: jepessen
Peccato per gli otturatori non funzionanti, ma per il resto direi che e' stato un enorme successo... Non vedo l'ora che escano le prime osservazioni...


Where when what..?

By(t)e
robweb229 Aprile 2022, 17:35 #4
Questo "articolo" è scritto in maniera a dir poco grottesca.
bancodeipugni29 Aprile 2022, 20:34 #5
vogliamo la webcam live fissa @2160p
HW202130 Aprile 2022, 06:26 #6
@jepessen

Ho sempre sospettato che molti commentano qui tanto per scrivere qualcosa, non importa cosa basta che si scrive ... tanto oramai la libera opinione è considerata un'autorizzazione anche a scrivere cosa senza senso

Scusa di che minchia di otturatori scrivi?
xarz330 Aprile 2022, 16:29 #7
Originariamente inviato da: HW2021
@jepessen

Ho sempre sospettato che molti commentano qui tanto per scrivere qualcosa, non importa cosa basta che si scrive ... tanto oramai la libera opinione è considerata un'autorizzazione anche a scrivere cosa senza senso

Scusa di che minchia di otturatori scrivi?


Parla degli otturatori di cui parla anche
1) l ESA
https://twitter.com/markmccaughrean...NFglSNKSnUVX_tA

2) la NASA, con tanto di foto di questi otturatori, https://webb.nasa.gov/content/about...roshutters.html

Fossi in te chiederei scusa per i tuoi toni maleducati e arroganti e per la supponenza e ignoranza dimostrata, ma dubito che lo farai perché, come scrivi tu stesso, "molti commentano qui tanto per scrivere qualcosa, non importa cosa basta che si scrive"
andbad01 Maggio 2022, 10:44 #8
Originariamente inviato da: xarz3
Parla degli otturatori di cui parla anche
1) l ESA
https://twitter.com/markmccaughrean...NFglSNKSnUVX_tA

2) la NASA, con tanto di foto di questi otturatori, https://webb.nasa.gov/content/about...roshutters.html

Fossi in te chiederei scusa per i tuoi toni maleducati e arroganti e per la supponenza e ignoranza dimostrata, ma dubito che lo farai perché, come scrivi tu stesso, "molti commentano qui tanto per scrivere qualcosa, non importa cosa basta che si scrive"


Grazie, non conoscevo questi micro-shutter, anche se non ho ancora ben compreso il loro scopo.
A quanto leggo, comunque, solo alcuni non funzionano e non dovrebbero avere un grosso impatto sui dati.

By(t)e
jepessen01 Maggio 2022, 18:05 #9
Originariamente inviato da: HW2021
@jepessen

Ho sempre sospettato che molti commentano qui tanto per scrivere qualcosa, non importa cosa basta che si scrive ... tanto oramai la libera opinione è considerata un'autorizzazione anche a scrivere cosa senza senso

Scusa di che minchia di otturatori scrivi?


Leggere l'articolo e' difficile immagino:

Le linee nere sono linee di otturatori non funzionanti ma non rappresenta un problema grave anche se rimarranno sempre bloccate.
jepessen01 Maggio 2022, 18:34 #10
Originariamente inviato da: andbad
Grazie, non conoscevo questi micro-shutter, anche se non ho ancora ben compreso il loro scopo.


Lo scopo e' scritto nell'articolo postato da xarz3:

NIRSpec will record the spectra of light from distant objects. (Spectroscopy is simply the science of measuring the intensity of light at different wavelengths. The graphical representations of these measurements are called spectra.) What is special about the microshutter device is that it can select many objects in one viewing for simultaneous observation and it is programmable for any field of objects in the sky.

Other spectroscopic instruments have flown in space before but none have had the capability to enable high-resolution (spectroscopic) observation of up to 100 objects simultaneously, which means much more scientific investigating can get done in less time.


In parole semplici. Lo strumento e' uno spettroscopio, che permette di analizzare lo spettro luminoso di un oggetto. Permette in pratica di analizzare la luce in ingresso, e fare un grafico che calcola la sua intensita' a seconda della lunghezza d'onda.

Questo ad esempio e' il grafico dello spettro del sole:

Link ad immagine (click per visualizzarla)

La forma generale e' data dalla radiazione emessa secondo le formule del corpo nero, cioe' un corpo che assorbe tutta la radiazione luminosa, e che la riemette.

Puoi vedere un'analisi abbastanza semplice qua: https://www.astronomia.com/risorse/.../il-corpo-nero/

Questo "inviluppo" dello spettro e' comune a tutti i corpi. La cosa interessante sono le increspature, ovvero i punti dove lo spettro assume valori molto inferiori rispetto allo spettro teorico del corpo nero". In pratica quei picchi indicano quali sono gli elementi presenti nella sorgente luminosa; ogni elemento, ogni molecola ha uno spettro di assorbimento unico, un po' come succede con le impronte digitali. Ad esempio un atomo di idrogeno ha un picco a 657 nanometri (o giu' di li).

Conoscendo quindi gli spettri dei vari elementi (e molecole: un atomo di ossigeno ha uno spettro diverso da una molecola di ossigeno, anche se sono gli stessi atomi), e' possibile conoscere gli elementi di una sorgente luminosa, e quindi di cosa e' fatta una stella, o un corpo celeste, o l'atmosfera di un esopianeta.

A seconda della profondita' delle increspature, e' possibile avere anche una stima della quantita' degli elementi, quindi sapere se un elemento' e' presente in maniera preponderante, oppure solo in tracce.

Inoltre, e' presente pure il redshift, ovvero il fenomeno fisico per la quale un'onda elettromagnetica tende a distendersi, e quindi ad aumentare la sua lunghezza d'onda, a causa dell'espansione dell'universo. Questo significa che lo spettro dello stesso atomo di idrogeno, se catturato da un corpo molto piu' lontano, avra' una lunghezza d'onda leggermente maggiore. Con alcuni calcoli, quindi, e' anche possibile stimare con buona approssimazione anche la distanza del corpo celeste, calcolando il redshift del suo spettro.

Con uno spettrometro quindi, e' possibile analizzare un corpo celeste e capire:

[LIST]
[*]Di quali elementi e' composto
[*]Quale sia il rapporto fra i vari elementi
[*]La distanza approssimativa dalla terra
[/LIST]

E questa e' la spiegazione "spettrometro for dummies", ma fino a qui i microshutters non entrano in gioco.

Gli spettrometri, finora, infatti, permettevano di analizzare soltanto un corpo celeste alla volta, per come sono progettati. Quindi possono analizzare lo spettro di una stella,o di un'altra stella, ma non di entrambe.

I Microshutter invece permettono di far passare selettivamente verso lo spettrometro la luce proveniente da un'immagine, selezionando quindi quali parti dell'immagine devono essere sottoposti all'analisi spettrale. Pensali come una maschera sopra una foto, e aprendo le finestrine riesci a vedere solo parte della foto, coprendo il resto. I microshutter inoltre sono programmabili, quindi puoi decidere dalla Terra quali aprire e quali chiudere, e quindi in pratica cosa analizzare. Questo, assieme al resto del design dello strumento, permette in una unica analisi di poter studiare lo spettro di molti corpi celesti in un'unica osservazione (mi pare che il limite fosse sul centinaio), potendo cosi' eseguire le analisi molto piu' velocemente. Pensa a quanto sia piu' veloce fare cento analisi nello stesso momento, invece di farli consecutivamente, uno alla volta.

Quindi, al posto di avere con una singola osservazione, la misurazione di una singola riga spettrale, e' possible averne diverse:

Link ad immagine (click per visualizzarla)

In definitiva, gli otturatori servono a selezionare i corpi celesti nel campo visivo del telescopio di cui si vuole eseguire l'analisi spettroscopica, lavorando in parallelo su piu' corpi celesti nello stesso momento.

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