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韋伯太空望遠鏡首批圖像即將發(fā)布,精細制導(dǎo)傳感器(FGS)提供預(yù)覽


  來源: cnBeta.COM 時間:2022-07-11 編輯:清風(fēng)
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距離7月12日發(fā)布NASA詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST)的首批全彩圖像只有五天時間了,但這個天文臺是如何找到并鎖定其目標的呢?韋伯的精細制導(dǎo)傳感器(FGS)在設(shè)計時就考慮到了這個特殊的問題。(FGS及近紅外成像儀和無縫隙光譜儀/NIRISS是由加拿大航天局開發(fā)的)。



最近,F(xiàn)GS捕捉到了恒星和星系的景象,這為JWST的科學(xué)儀器在未來幾周、幾個月和幾年內(nèi)揭示的內(nèi)容提供了一個誘人的一瞥。


盡管FGS的主要目的是通過精確的指向?qū)崿F(xiàn)精確的科學(xué)測量和成像,但它一直都有能力捕捉圖像。當(dāng)它這樣做時,圖像通常不會被保留。鑒于L2和地球之間有限的通信帶寬(距離為150萬公里),韋伯一次最多只能發(fā)送兩個科學(xué)儀器的數(shù)據(jù)。然而在5月份為期一周的穩(wěn)定性測試中,團隊想到有可用的數(shù)據(jù)傳輸帶寬,因此他們可以保留正在拍攝的圖像。



由此產(chǎn)生的工程測試圖像有一些粗糙的邊緣特質(zhì)。它并沒有被優(yōu)化為科學(xué)觀測,相反,拍攝這些數(shù)據(jù)是為了測試望遠鏡在鎖定目標方面的能力,但它確實暗示了望遠鏡的力量。它帶有韋伯在發(fā)射后的準備工作中產(chǎn)生的一些特征。明亮的恒星以其六條長而清晰的衍射尖峰脫穎而出--這是由于韋伯的六面鏡面段造成的效果。在恒星之外,星系幾乎充滿了整個背景。


根據(jù)韋伯科學(xué)家的說法,這一結(jié)果--在32小時內(nèi)使用72次曝光--是迄今為止拍攝的最深的宇宙圖像之一。當(dāng)FGS的光圈打開時,它不像其他科學(xué)儀器那樣使用彩色濾光片--這意味著不可能以科學(xué)分析所需的嚴格程度來研究這張圖像中的星系年齡。但即使在測試期間捕捉到計劃外的圖像,F(xiàn)GS也能產(chǎn)生令人驚嘆的宇宙景觀。


“隨著韋伯望遠鏡取得了比預(yù)期更好的圖像質(zhì)量,在調(diào)試的早期,我們故意將導(dǎo)引器的焦距調(diào)小以幫助確保它們達到性能要求。當(dāng)拍攝這張圖片時,我很興奮地看到這些微弱的星系中的所有細節(jié)結(jié)構(gòu),”霍尼韋爾航空航天公司韋伯精細制導(dǎo)傳感器項目科學(xué)家Neil Rowlands指出,“鑒于我們現(xiàn)在知道深廣帶制導(dǎo)器圖像的可能性,也許這種圖像在可行的情況下跟其他觀測平行拍攝,可以證明在未來具有科學(xué)意義?!?


由于這張圖片不是以科學(xué)成果為目的而制作的,因此有幾個特點跟將于7月12日發(fā)布的全分辨率圖片有很大的不同。那些圖像將包括--至少在短時間內(nèi)--有史以來捕獲的最深的宇宙圖像。


FGS圖像的顏色采用了跟韋伯的其他工程圖像在整個調(diào)試過程中所采用的相同的偏紅顏色方案。此外,在這些曝光過程中沒有出現(xiàn)“抖動”。抖動是指在每次曝光之間望遠鏡都會稍微重新定位。此外,明亮恒星的中心看起來是黑色的,因為它們使韋伯的探測器飽和,而望遠鏡的指向并沒有在曝光過程中改變,從而以從相機探測器的不同像素中捕獲中心。在圖像的邊緣和角落也可以看到不同曝光的重疊幀。


在這項工程測試中,其目的是鎖定一顆恒星并測試韋伯能多好地控制其“滾動”--從字面上看,韋伯能像飛行中的飛機一樣向一側(cè)滾動。位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心的韋伯操作科學(xué)家Jane Rigby表示,這項測試已成功進行--除了產(chǎn)生了一幅激發(fā)科學(xué)家想象力的圖像,他們還將分析韋伯的科學(xué)數(shù)據(jù)。


Rigby表示:“這張圖片中最微弱的星系正是韋伯在其第一年的科學(xué)運行中要研究的微弱星系類型?!?


雖然韋伯的四個科學(xué)儀器將最終揭示該望遠鏡對宇宙的新看法,但精細制導(dǎo)傳感器是一個將在整個任務(wù)期間用于每一次韋伯觀測的儀器。FGS已經(jīng)在對準韋伯的光學(xué)器件方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用?,F(xiàn)在,在6月進行的第一次真正的科學(xué)觀測中及一旦科學(xué)運作在7月中旬開始,它將引導(dǎo)每一次韋伯觀測到它的目標并保持必要的精度,進而使韋伯產(chǎn)生關(guān)于恒星、系外行星、星系甚至我們太陽系內(nèi)移動目標的突破性發(fā)現(xiàn)。


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