هدایت‌گر تلسکوپ جیمز وب دقت خود را با این تصویر از اعماق کیهان نشان داد

۱۷ تیر ۱۴۰۱ | ۱۳:۰۰ ۱۷ تیر ۱۴۰۱ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۴ دقیقه
تصویر اولیه از حسگر هدایت دقیق جیمز وب

تنها چند روز تا انتشار نخستین تصاویر تمام‌رنگی تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا باقی مانده است و آژانس فضایی آمریکا با انتشار تصویر اولیه‌ی حسگر هدایت دقیق، درباره‌ی یافتن و قفل کردن تلسکوپ روی اهداف اعماق کیهان توضیحاتی را ارائه کرده است.

«حسگر هدایت دقیق» (FGS) وب که توسط آژانس فضایی کانادا ساخته شده است و به‌طور ویژه مسئولیت تنظیم روی اهداف را برعهده دارد، به‌تازگی نمایی از ستارگان و کهکشان‌ها را به‌تصویر کشیده است که در حقیقت پیش‌نمایشی تماشایی از چیزی است که ابزار علمی تلسکوپ در هفته‌ها، ماه‌ها و سال‌های آینده ثبت خواهد کرد.

این حسگر همواره قادر به ثبت تصویر بوده است، اما وظیفه‌ی اصلی آن هدف‌گیری دقیق و درنتیجه ایجاد شرایط اندازه‌گیری‌های علمی و تصویربرداری دقیق است. بنابراین معمولا تصاویری که این ابزار ثبت می‌کند، حفظ نمی‌شوند زیرا با توجه به پهنای باند ارتباطی محدود میان نقطه‌ی لاگرانژی ۲ و زمین، جیمز وب داده‌ها را از حداکثر دو ابزار علمی به‌صورت هم‌زمان ارسال می‌کند.

با این وجود طی یک آزمایش پایداری یک هفته‌ای در ماه می، تیم جیمز وب فکر کرد که با دردسترس بودن پهنای باند کافی، می‌تواند تصاویر گرفته شده را حفظ کند و بدین ترتیب این تصویر ماندگار شد. تصویر آزمایشی مهندسی به‌دست آمده دارای ساختاری ناهموار در لبه‌هاست چون ابزار برای ثبت یک رصد علمی بهینه‌سازی نشده بود و در عوض این داده‌ها برای آزمایش اینکه تلسکوپ چقدر می‌تواند روی یک هدف قفل شود تهیه شده‌اند. اما این تصویر همچنان به قدرت تلسکوپ اشاره دارد.

این تصویر دارای چندین نشانه از سازوکاری است که وب در طول روند آماده‌سازی خود ایجاد کرده است. ستارگان درخشان با شش پرتو پراش بلند و مشخص خود به‌خوبی متمایز می‌شوند، اثری که به دلیل بخش‌های آینه‌ی شش وجهی وب روی می‌دهد. علاوه بر این فراتر از ستاره‌ها، کهکشان‌ها تقریبا کل پس‌زمینه‌ی تصویر را پر کرده‌اند.

به گفته‌ی دانشمندان، تصویر نهایی این ابزار با استفاده از ۷۲ مرحله نوردهی در طول ۳۲ ساعت، یکی از عمیق ترین تصاویری است که تا کنون از کیهان گرفته شده است. هنگامی که دیافراگم FGS باز است، مانند ابزارهای علمی دیگر، از فیلترهای رنگی استفاده نمی‌کند و این یعنی بررسی سن کهکشان‌ها در این تصویر با دقت مورد نیاز برای تجزیه‌وتحلیل علمی، ممکن نیست. اما این نشان می‌دهد که حتی هنگام ثبت تصاویر برنامه‌ریزی نشده در طول آزمایش، FGS قادر است مناظر خیره‌کننده‌ای از کیهان خلق کند.

تصویر اولیه از حسگر هدایت دقیق جیمز وب

با توجه به اینکه ابزار اصلی تلسکوپ فضایی جیمز وب کیفیت تصویری حتی بیشتر از حد انتظار دارد، در ابتدای راه‌اندازی، دانشمندان عمدا هدایت‌گرها را به میزان کمی از فوکوس خارج کردند تا از صحت عملکرد آن‌ها اطمینان حاصل کنند.

«وقتی این تصویر گرفته شد، از دیدن واضح جزئیات و ساختار این کهکشان‌های کم‌نور هیجان‌زده شدم.» این گفته‌ی «نیل رولندز» (Neil Rowlands) دانشمند برنامه‌ی حسگر هدایت دقیق وب از «هانی‌ول ایرواسپیس» است که درباره‌ی توانمندی وب افزود: «با توجه به آنچه درباره‌ی قدرت تصاویر هدایت‌گر پهن‌باند اعماق فضا دریافتیم، شاید اگر بتوانیم این تصاویر را به موازات سایر رصدها ثبت کنیم، در آینده از نظر علمی در آینده سودمند باشند.»

با این حال چون این تصویر با در نظر گرفتن یک نتیجه‌ی علمی تهیه نشده‌اند، چند ویژگی کاملا متفاوت از تصاویر با وضوح کاملی دارند که ۱۲ جولای (۲۱ تیر) منتشر خواهند شد. تصاویری که حداقل برای مدتی، ژرف‌ترین تصاویری خواهند بود که تا کنون از کیهان گرفته شده است.

تصویر FGS با استفاده از همان طرح رنگ مایل به قرمزی که در طول راه‌اندازی روی سایر تصاویر مهندسی وب اعمال شده است، رنگ‌پردازی شده است. علاوه بر این، در طول چند مرحله نوردهی، هیچ تغییر دیدی وجود نداشت. تغییر دید (Dithering) زمانی است که تلسکوپ بین هر نوردهی کمی تغییر مکان می‌دهد.

در این تصویر همچنین مراکز ستارگان درخشان سیاه به‌نظر می‌رسند، زیرا نور شدید آن‌ها آشکارسازهای وب را اشباع می‌کند و جهت‌گیری تلسکوپ در هر مرحله نوردهی تغییر نمی‌کند تا مرکز ستاره را از پیکسل‌های متفاوتی در آشکارسازها ثبت کند. فریم‌های هم‌پوشانی شده از نوردهی‌های مختلف همچنین در لبه‌ها و گوشه‌های تصویر دیده می‌شوند.

در این آزمایش مهندسی، هدف قفل کردن تلسکوپ جیمز وب روی یک ستاره و آزمایش این بود که وب چقدر می‌تواند غلتش خود را در فضا کنترل کند. به معنای واقعی کلمه، این موضوع توانایی وب برای غلتیدن به یک طرف مانند هواپیمای در حال پرواز را می‌سنجد.

به گفته‌ی «جین ریگبی» (Jane Rigby) دانشمند عملیات وب مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا این آزمایش نه تنها با موفقیت انجام شد بلکه تصویری تولید کرد که تخیل دانشمندانی را که داده‌های علمی وب را تجزیه‌و‌تحلیل می‌کنند، برانگیخت.

او افزود: «کم‌نورترین حباب‌های موجود در این تصویر دقیقا انواع کهکشان‌های کم‌نوری هستند که وب در نخستین سال فعالیت علمی خود مطالعه خواهد کرد.»

در حالی که چهار ابزار علمی وب در نهایت نمای جدید تلسکوپ از کیهان را نشان خواهند داد، حسگر هدایت دقیق تنها ابزاری است که در طول عمر مأموریت در تمام رصدهای وب استفاده خواهد شد. این ابزار قبلا نقش مهمی در تراز کردن اپتیک وب ایفا کرده است.

اکنون، طی اولین مشاهدات علمی واقعی که در ماه ژوئن انجام شد و هنگامی که عملیات علمی در اواسط جولای آغاز شود، در هر رصد علمی، وب را به سمت هدف خود هدایت می‌کند و دقت لازم را برای وب حفظ می‌کند تا به اکتشافات مهم در مورد ستارگان، سیارات فراخورشیدی، کهکشان‌ها و حتی اهداف متحرک در منظومه‌ی شمسی ما بپرازد.

عکس‌ها: تصویر حسگر هدایت دقیق از ژرفای کیهان
Credit: NASA, CSA, and FGS team

منبع: NASA

برچسب‌ها :
دیدگاه شما