這就是韋伯望遠鏡威力,NASA 釋出全聚焦高解析度恆星圖像

本文經授權轉載自友站科技新報文/ Emma stein 

歷經近 3 個月飛行、陸續展開遮陽罩與主鏡、不斷微調鏡面位置等繁瑣工作,韋伯太空望遠鏡拍攝了第一張 18 個分割鏡面完全對焦後的恆星圖像,可以看到照片非常清晰。

事實上,這是有史以​​來太空望遠鏡拍攝過最高解析度的紅外圖像。

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20 多年前,NASA 開始著手設計建造有史以來最強大的太空望遠鏡──詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡(James Webb Telescope),提出大膽光學設計以滿足對細節要求更嚴苛的科學目標。然而因預算超支,韋伯望遠鏡最終延誤 10 多年、直到去(2021)年 12 月 25 日才搭乘亞利安 5 號運載火箭(Ariane 5)發射升空

進入太空後 2 星期內,韋伯太空望遠鏡跟網球場一樣大的 5 層遮陽罩於今年 1 月 4 日部署完畢;緊接著 1 月 8 日,望遠鏡主鏡也順利展開,結束 NASA 有史以來最複雜的太空部署任務,剩下陸續微調各鏡面角度等小工作;1 月 25 日,韋伯望遠鏡完全最後一次航線大修正,變速切進 L2 拉格朗日點暈輪軌道,正式抵達觀測位置。

由於韋伯望遠鏡主鏡非常大,必須分割成 18 個鏡面才能塞進火箭有效載荷艙,但這些鏡面展開後都略為指往不同方向,因此 NASA 團隊需等望遠遠鏡進入太空後,再依靠數百個指令遠端控制各鏡面調整角度以聚焦同一觀測物體,該階段稱為精密調相(fine phasing)。

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第一次調整後,韋伯望遠鏡拍攝的的目標物體是 HD 84406 恆星,為了在茫茫星海中找到它,望遠鏡對準預測區域的 156 個不同位置生成 1,560 張圖像,然後不斷篩檢直到 HD 84406 恆星各自出現於 18 個鏡面的圖像中,最後拼接這 18 張照片成一張圖,見下圖有 18 個光點,即代表 18 個分鏡各自拍攝到的 HD 84406 恆星。

3 月 11 日,18 個分鏡完成最後一輪微調工作,NASA 團隊確定每個光學參數都可正常運作、校正誤差,於是使用 NIRCam 相機拍攝了距離我們約 2,000 光年、比太陽亮 16 倍的 2MASS J17554042+6551277(也稱 TYC 4212-1079-1)恆星以檢查成果。

這次,我們看見了 1 顆極度明亮、解析度還是有史以來最高的恆星紅外圖像。身為首屈一指太空科學天文台,待今年 6 月全面投入使用後,韋伯望遠鏡第一章全解析度(full resolution)圖像與科學數據將發布,幫助解開許多太陽系謎團,探索更多宇宙神祕結構、起源,以及我們在宇宙中的位置。

影片中,NASA的科學家解釋他們是如何拍攝到清晰的恆星圖像。

未來 6 週內,NASA 團隊會繼續完成其餘科學儀器校準步驟,包括近紅外光譜儀(NIRSpec)、中紅外成像光譜儀(MIRI)、精細制導傳感器和無縫隙光譜儀(FGS/NIRISS)。

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