Il telescopio spaziale James Webb ha catturato anche un'immagine di Giove

Il telescopio spaziale James Webb ha catturato anche un'immagine di Giove

Nella giornata di ieri l'attenzione mediatica è stata focalizzata sulla presentazione delle prime immagini e dei primi dati del telescopio spaziale James Webb. Tra quello che non è stato mostrato ci sono anche due immagini di Giove.

di pubblicata il , alle 15:08 nel canale Scienza e tecnologia
NASAESA
 

Nella storica giornata di ieri sono state rivelate le prime immagini e i primi dati del telescopio spaziale James Webb che hanno aperto ufficialmente la campagna di osservazione scientifica. Gli obiettivi erano quelli confermati qualche tempo prima, compreso anche l'immagine dello Spazio profondo che ha permesso di osservare galassie molto distanti, anche 13,7 miliardi di anni luce. Ma questo è solo l'inizio, come dichiarato più volte durante la conferenza e il JWST ci potrà sorprendere nel corso dei prossimi anni (fino a 20 anni, data oltre la quale il propellente potrebbe esaurirsi).

giove

Giove "visto" dalla sonda Juno

Insieme all'immagine dello Spazio profondo (chiamata anche SMACS 0723) ci sono state quella della Nebulosa della Carena, la caratterizzazione dell'esopianeta WASP-96 b, dell'oggetto celeste NGC 3132 (conosciuto anche come Nebulosa Anello del sud) e del Quintetto di Stephan. Molte sono le informazioni emerse, per esempio l'aver rilevato vapore d'acqua nell'atmosfera dell'esopianeta o l'osservazione di oggetti troppo deboli per essere osservati da Hubble. Ma il nuovo telescopio spaziale non si è limitato a guardare molto distante, tra le prime immagini c'è anche quella di Giove, il grande gigante gassoso che è (relativamente) vicino alla Terra.

Il telescopio spaziale James Webb e l'immagine di Giove

L'immagine di Giove non è stata mostrata durante la conferenza ma si trova all'interno del file (disponibile pubblicamente) chiamato "Characterization of JWST science performance from commissioning". Come spiegato all'inizio della presentazione, il telescopio spaziale James Webb è riuscito a tracciare anche oggetti del Sistema Solare con una velocità di 67 mas/s (come l'asteroide 2004 JX20). Proprio per riuscire a capire quali fossero le prestazioni di JWST, anche Giove è stato osservato con diversi strumenti (con una velocità apparente di 3,3 mas/s).

giove jwst

In particolare per il gigante gassoso è stata impiegata NIRCam e gli scienziati hanno ricordato come fosse un compito impegnativo a causa dello scattering (luce diffusa) che avrebbe potuto ridurre le prestazioni degli strumenti oltre che del Fine Guidance Sensor (che avrebbe potuto avere problemi a osservare stelle così vicine a un oggetto così luminoso). Non essendo un'osservazione scientifica ma a scopo ingegneristico, si è scelto di far passare il campo di visione da quello di NIRCam a FGS così da capire se il telescopio spaziale James Webb rispondesse correttamente alle aspettative.

Lo scattering sarà uno dei problemi da tenere in considerazione quando si cercheranno di osservare obiettivi vicino ad altri oggetti particolarmente luminosi (per esempio le lune gioviane rispetto a Giove). In particolare NIRCam ha impiegato il filtro F212N (2,12 μm) e quello F323N (3,23 μm) con un tempo di esposizione di 75".

giove jwst

Questo ha permesso anche di immortalare le lune Europa, Tebe e Metis oltre al debole anello che circonda Giove (molto meno appariscente di quelli di Saturno). Nell'immagine catturata con il filtro F212N è anche possibile vedere l'ombra del satellite Metis vicino alla Grande Macchia Rossa che invece non è visibile con il filtro F323N. Ricordiamo che queste sono "solo" immagini dedicate alla parte ingegneristica, ma permettono già di apprezzare le capacità di JWST.

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9 Commenti
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emanuele8314 Luglio 2022, 07:15 #1
giove e saturno sonostati strastudiati da juno e cassini, che il WEBB si orienti al più presto su urano nettuno )e plutone ma solo per capire che risoluzione può avere con oggetti così vicini in confronto ad hubble che di plutone solo ladimensione praticamente ha misurato con precisione)
rigelpd14 Luglio 2022, 07:24 #2
Originariamente inviato da: emanuele83
giove e saturno sonostati strastudiati da juno e cassini, che il WEBB si orienti al più presto su urano nettuno )e plutone ma solo per capire che risoluzione può avere con oggetti così vicini in confronto ad hubble che di plutone solo ladimensione praticamente ha misurato con precisione)


La risoluzione dipende dal diametro dello specchio primario. Visto che il diametro di JWST è 2.7 volte quello dell'HST la risoluzione sarà poco meno di 3 volte migliore
emanuele8314 Luglio 2022, 08:55 #3
Originariamente inviato da: rigelpd
La risoluzione dipende dal diametro dello specchio primario. Visto che il diametro di JWST è 2.7 volte quello dell'HST la risoluzione sarà poco meno di 3 volte migliore


dipende se e come riesce a mettere a fuoco oggetti così vicini. la risoluzione è data dal limite di diffrazione, quindi non solo dalla dimensione dello specchio ma da come è costruito il telescopio. avevo letto che il JWST era ordini di grandezza migliore su oggetti così prossimi a lui rispetto ad hubble. peccato che non includa tutto lo spettro visibile, visto che urano e nettuno hanno uno spettro di emissione visibile per lo più sotto i 500nm
Accontentiamoci delle immagini della buona e vecchia voyager 2...
rigelpd14 Luglio 2022, 09:10 #4
Originariamente inviato da: emanuele83
dipende se e come riesce a mettere a fuoco oggetti così vicini. la risoluzione è data dal limite di diffrazione, quindi non solo dalla dimensione dello specchio ma da come è costruito il telescopio. avevo letto che il JWST era ordini di grandezza migliore su oggetti così prossimi a lui rispetto ad hubble. peccato che non includa tutto lo spettro visibile, visto che urano e nettuno hanno uno spettro di emissione visibile per lo più sotto i 500nm
Accontentiamoci delle immagini della buona e vecchia voyager 2...


Il limite diffrattivo è direttamente proporzionale alla dimensione dello specchio e inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda la lunghezza d'onda. Poichè la banda operativa del JWST è centrata a lunghezze d'onda maggiori di quella dell'HST non mi aspetto un miglioramento significativo in termini di risoluzione angolare.

https://it.wikipedia.org/wiki/Risoluzione_angolare

in termini numerici:

Se guardiamo un pianeta nel visibile 550 nm con l'Hubble diametro 2.4metri e poi guardiamo lo stesso pianeta nel vicino infrarosso 1300nm con Il James Webb diametro 6.5 metri, avremo una risoluzione migliorata solo del 14%

Il vantaggio aumenta se guardiamo a parità di lunghezza d'onda ma non sarà mai superiore al rapporto tra i diametri dei due specchi primari
emanuele8314 Luglio 2022, 09:31 #5
Originariamente inviato da: rigelpd
Il limite diffrattivo è direttamente proporzionale alla dimensione dello specchio e inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda la lunghezza d'onda. Poichè la banda operativa del JWST è centrata a lunghezze d'onda maggiori di quella dell'HST non mi aspetto un miglioramento significativo in termini di risoluzione angolare.

https://it.wikipedia.org/wiki/Risoluzione_angolare

in termini numerici:

Se guardiamo un pianeta nel visibile 550 nm con l'Hubble diametro 2.4metri e poi guardiamo lo stesso pianeta nel vicino infrarosso 1300nm con Il James Webb diametro 6.5 metri, avremo una risoluzione migliorata solo del 14%

Il vantaggio aumenta se guardiamo a parità di lunghezza d'onda ma non sarà mai superiore al rapporto tra i diametri dei due specchi primari


Quindi dipende solo dallo specchio e dalla sua dimensione, non da tutti gli altri elementi che compongono l'ottica ne dalla geometria scelta ne dagli accorgimenti che possono essere/non essere stati presi durante la progettazione. il punto è: se il JWST sia o no stato progettato anche per lavorare con oggetti così vicini. Cosa che magari per hubble non è stata prevista. o magari semplicemente il JWST è peggio di hubble perchè gli scienziati hanno deciso che per studiare nettuno e plutone e gli oggetti transmettunianni a quelle lunghezze d'onda non serve una risoluzione maggiore.

Prendiamo un ipotetico telescopio con uno specchio grande come un campo da calcio ma che non può mettere a fuoco Giove perchè troppo vicino. secondo i tuoi calcoli sui limiti di diffrazione risolverebbe meglio del JWST. Peccato che se non puoi mettere a fuoco oggetti vicini non hai risoluzione.
rigelpd14 Luglio 2022, 09:56 #6
Originariamente inviato da: emanuele83
Quindi dipende solo dallo specchio e dalla sua dimensione, non da tutti gli altri elementi che compongono l'ottica ne dalla geometria scelta ne dagli accorgimenti che possono essere/non essere stati presi durante la progettazione. il punto è: se il JWST sia o no stato progettato anche per lavorare con oggetti così vicini. Cosa che magari per hubble non è stata prevista. o magari semplicemente il JWST è peggio di hubble perchè gli scienziati hanno deciso che per studiare nettuno e plutone e gli oggetti transmettunianni a quelle lunghezze d'onda non serve una risoluzione maggiore.

Prendiamo un ipotetico telescopio con uno specchio grande come un campo da calcio ma che non può mettere a fuoco Giove perchè troppo vicino. secondo i tuoi calcoli sui limiti di diffrazione risolverebbe meglio del JWST. Peccato che se non puoi mettere a fuoco oggetti vicini non hai risoluzione.


Non esiste una diversa messa a fuoco dei pianeti rispetto alle stelle più lontane e alle galassie ancora più lontane. Per un telescopio, anche uno grande come l'JWST qualsiasi cosa più lontana di qualche chilometro è già all'infinito.

Principalmente: qualsiasi oggetto posto ad una distanza molto grande in proporzione alla lunghezza focale del telescopio è considerabile come otticamente all'infinito.
E' un pò come per l'occhio umano, che ha una lunghezza focale di 17 mm e per questo motivo qualsiasi oggetto più distante di qualche metro è sempre a fuoco.

Il JWST ha una lunghezza focale di 131 metri, che è molto più dell'occhio umano ma non cambia molto in termini astronomici. Per farti un esempio:

se mettiamo davanti al JWST un oggetto posto a 100km, uno posto a 10000km, la Luna, Giove, Alpha Centauri, galassia di Andromeda (posta a 2.2milioni di anni luce di distanza) e un quasar distante 13miliardi di anni luce, il JWST li metterà tutti a fuoco contemporaneamente.
Marok14 Luglio 2022, 11:28 #7
A parte la risoluzione di uno scatto che è prettamente fisica. Oggigiorno ci sono modi sia fisici di spostamento dei sensori che software con l'impilamento di migliaia di immagini che aumentano la risoluzione in modo esponenziale per cui ha poco significato guardare solo alla mera dimensione dello specchio. Basta guardare le immagini di un astroamatore di 20 anni fa e quello che può fare oggi.
rigelpd14 Luglio 2022, 11:39 #8
Originariamente inviato da: Marok
A parte la risoluzione di uno scatto che è prettamente fisica. Oggigiorno ci sono modi sia fisici di spostamento dei sensori che software con l'impilamento di migliaia di immagini che aumentano la risoluzione in modo esponenziale per cui ha poco significato guardare solo alla mera dimensione dello specchio. Basta guardare le immagini di un astroamatore di 20 anni fa e quello che può fare oggi.


Quello di cui parli si ottiene quando il limite diffrattivo è inferiore alla dimensione dei pixel, non quando è il limite diffrattivo a fare da collo di bottiglia.

La risoluzione dichiarata dell'HST ad esempio è 0.04 arcosecondi. Che è solo lievemente migliore del valore limite che si ottiene dalla semplice formula del limite diffrattivo che ho postato poco sopra, questo si spiega col fatto che il limite diffrattivo è definito dal criterio di Rayleigh che lievemente più restrittivo della realtà.
demonsmaycry8414 Luglio 2022, 12:29 #9
sono più interessanti i commenti della notizia...comunque se ne vedranno delle belle ....la nostra mente non può arrivare ad immaginare l universo...esso ci spiazza sempre!

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