تلسکوپ فضایی جیمز وب نخستین تصاویرش را ثبت کرد - حمایت از تولید ملی

به گزارش حمایت از تولید ملی، تلسکوپ فضایی جیمز وب که در حال تکمیل مرحله اول فرآیند چند ماهه تراز کردن آینه اصلی رصدخانه با استفاده از دوربین نزدیک فروسرخ (NIRCam) است، نخستین عکس های خود را به زمین فرستاد.

فرآیند هم ترازی یک فرآیند سخت و دقیق است که احتیاج به کنترل همه جوانب دارد. در ابتدا تلسکوپ تصاویر دقیقی ثبت نمی نماید، بلکه تیم مأموریت می کوشد با استفاده از هدفی معین که ستاره درخشان HD 84406 درنظر گرفته شده است، هر یک از اجزای هجده گانه آینه اصلی را هم تراز کند تا در نهایت به یک آینه یکپارچه تبدیل شوند.

در فاز نخست هم ترازی چالش تیم مأموریت وب دو جنبه داشت: اول تأیید کند که NIRCam آماده جمع آوری نور از اجرام آسمانی است و سپس تأیید اینکه نور رسیده به هر یک از 18 بخش آینه اصلی از یک ستاره می آیند. نتیجه یک تصویر موزاییکی از 18 نقطه پراکنده تصادفی از نور ستاره ای است که حاصل بخش های جداگانه و تراز نشده آینه هستند و همه نور ستاره یکسانی را به آینه ثانویه وب و سپس به آشکارسازهای دوربین نزدیک فروسرخ بازتاب می دهند.

چیزی که شبیه یک تصویر ساده از نور ستارگان تار به نظر می رسد، اکنون مبنایی برای تراز و فوکوس کردن تلسکوپ شده است تا وب بتواند در تابستان پیشِ رو منظره ها بی مانندی از کیهان ارائه دهد. طی حدود یک ماه آینده، تیم وب به تدریج بخش های آینه را تنظیم می نماید تا زمانی که 18 تصویر به یک نقطه تبدیل شوند.

در طول همین فاز اولیه هم ترازی بود که جیمز وب یک سلفی فضایی هم گرفت. مارسیا ریکه (Marcia Rieke) پژوهشگر اصلی ابزار NIRCam و استاد نجوم دانشگاه آریزونا گفت: همه اعضای تیم وب، از اینکه چگونه نخستین گام های گرفتن عکس و تراز کردن تلسکوپ به خوبی پیش می رود، به وجد آمده اند. ما از تماشا اینکه نور مسیرش را به سوی NIRCam پیموده است، بسیار خوشحالیم.

در طول فرآیند ثبت تصویر که از 2 فوریه (13 بهمن) آغاز شد، وب به 156 موقعیت مختلف در اطراف مکان پیش بینی شده ستاره جهت گیری کرد و با استفاده از 10 آشکارساز دوربین نزدیک فروسرخ، 1560 تصویر با استفاده ثبت کرد که 54 گیگابایت داده خام را شامل می شد. کل این فرآیند نزدیک به 25 ساعت طول کشید اما رصدخانه تنها در شش ساعت و 16 نورگیری اول توانست ستاره هدف را در هر یک از بخش های آینه ای خود پیدا کند.

سپس این تصاویر در کنار هم قرار گرفتند تا یک تصویر موزاییکی بزرگ و یکتا فراوری نمایند که امضای هر بخش آینه اصلی را در یک قاب نمایش می دهد. تصاویر نشان داده شده در اینجا تنها بخش مرکزی تصویری موزاییکی بزرگ تر هستند؛ تصویری بزرگ که بیش از 2 میلیارد پیکسل دارد.

مارشال پرین (Marshall Perrin) دانشمند پروژه وب و ستاره شناس مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی گفت: این جست وجوی اولیه، منطقه ای به مقدار ماه کامل را پوشش می داد زیرا نقاط هر بخش به طور بالقوه می توانستند در آسمان پخش شده باشند. گرفتن این حجم داده درست در روز نخست، احتیاجمند انجام همه عملیات علمی وب و سیستم هایی پردازش داده ها روی زمین بود که از همان ابتدا به راحتی با رصدخانه در فضا ارتباط داشتند. و پایان ما در همان اوایل جست وجو نور ستاره را از همه 18 بخش و بسیار نزدیک به مرکز پیدا کردیم. این یک نقطه آغاز عالی برای فرآیند هم ترازی آینه است.

لی فاینبرگ (Lee Feinberg) مدیر بخش تلسکوپ نوری وب در مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا هم درباره مراحل اولیه هم ترازی آینه اصلی اعلام کرد: هر نقطه منحصربه فرد قابل مشاهده در تصویر موزاییکی، یک ستاره است که به وسیله هر یک از 18 بخش آینه اصلی وب به تصویر کشیده شده است. گنجینه ای از جزئیات که کارشناسان و مهندسان اپتیک از آن برای تراز کردن کل تلسکوپ استفاده می نمایند. این عملیات، موقعیت های هم ترازی پس از استقرار هر بخش آینه را مشخص می نماید که نخستین گام حیاتی در تراز کردن کل رصدخانه برای آغاز عملیات علمی است.

NIRCam حسگر جبهه موج رصدخانه و یک تصویرگر کلیدی است. این ابزار از این جهت برای استفاده در مراحل تراز اولیه وب انتخاب شده است زیرا دارای میدان دید وسیع و قابلیت منحصربه فردی برای عملکرد ایمن در دماهای بالاتر نسبت به سایر ابزارها دارد. بعلاوه دارای اجزای سفارشی شده ای است که به طورخاص به این فرآیند یاری می نمایند.

نیرکم تقریبا در کل فرآیند هم ترازی آینه های تلسکوپ استفاده خواهد شد. اما توجه به این نکته مهم است که NIRCam در هنگام ثبت این تصاویر مهندسی اولیه، بسیار بالاتر از دمای ایدئال خود عمل می نماید و به همین علت می توان ناهنجاری های دیداری را در تصویر موزاییکی مشاهده کرد. اما به تدریج تأثیر این ناهنجاری های تصویری به طور قابل توجهی کاهش می یابد زیرا وب به دمای عملیاتی برودتی ایدئال خود نزدیک می گردد.

مایکل مک الوین (Michael McElwain) دانشمند پروژه وب هم گفت: پرتاب وب به فضا یک رویداد هیجان انگیز بود اما برای دانشمندان و مهندسان اپتیک، این یک لحظه اوج محسوب می گردد که نور یک ستاره راه خود را با موفقیت از میان سیستم و به سوی یک آشکارساز طی می نماید.

با پیشروی عملیات هم ترازی وب، تصاویر این رصدخانه فضایی به تدریج واضح تر و پر از جزئیات می شوند زیرا سه ابزار دیگر آن هم به دمای عملیاتی کرایوژنیک (برودتی) مورد نظر خود می رسند و آغاز به گرفتن داده ها می نمایند.

انتظار می رود که نخستین تصاویر علمی در تابستان به نمایش درآید. اگرچه این لحظه بزرگی است و تأیید می نماید که وب یک تلسکوپ کاربردی است، اما در ماه های پس از آن هم کارهای زیادی باید انجام گردد تا رصدخانه برای عملیات علمی کامل با استفاده از هر چهار ابزار آن آماده گردد.

عکس کاور: نخستین تصویر تلسکوپ فضایی جیمز وب

Credit: NASA

منبع: NASA