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韋伯太空望遠鏡看到的第一顆恆星

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡即將完成使用近紅外相機(NIRCam)儀器對齊天文臺主鏡的長達數月的過程的第一階段。該團隊的挑戰是雙重的:確認NIRCam已準備好從天體收集光線,然後在18個主鏡片段中的每一箇中識別來自同一顆恆星的星光。結果是18個隨機組織的星光點的影象鑲嵌,這是韋伯未對齊的鏡段的產物,所有來自同一顆恆星的光都反射回韋伯的次鏡並進入NIRCam的探測器。看起來像一張模糊星光的簡單影象現在成為對齊和聚焦望遠鏡的基礎,以便韋伯在今年夏天提供前所未有的宇宙檢視。在接下來的一個月左右的時間裡,該團隊將逐步調整映象片段,直到18張影象成為一顆星。“整個韋伯團隊都欣喜若狂地看到拍攝影象和對準望遠鏡的第一步進展順利。我們很高興看到光線進入NIRCam,”亞利桑那大學NIRCam儀器首席研究員兼天文學教授Marcia Rieke說。這張影象馬賽克是透過將望遠鏡指向大熊座中一顆明亮的孤立恆星HD 84406而建立的。這顆恆星是專門選擇的,因為它很容易識別,並且不會被其他亮度相似的恆星所擁擠,這有助於減少背景混淆。馬賽克中的每個點都由捕獲它的相應主映象段標記。這些初步結果與預期和模擬非常接近。圖片來源:美國宇航局在2月2日開始的影象捕獲過程中,韋伯被重新指向預測恆星位置周圍的156個不同位置,並使用NIRCam的10個探測器生成了1,560張影象,總計54千兆位元組的原始資料。整個過程持續了近25個小時,但值得注意的是,天文臺能夠在前六個小時和16次曝光中在每個鏡面段中找到目標恆星。然後將這些影象拼接在一起,以產生單個大馬賽克,該馬賽克在一幀中捕獲每個主鏡段的特徵。這裡顯示的影象只是較大馬賽克的中心部分,這是一個超過20億畫素的巨大影象。“最初的搜尋覆蓋了一個大約滿月大���的區域,因為片段點可能是在天空中散佈的區域,”韋伯副望遠鏡科學家,太空望遠鏡科學研究所的天文學家Marshall Perrin說。“在第一天就獲取如此多的資料,需要韋伯在地球上的所有科學操作和資料處理系統從一開始就與太空中的天文臺順利合作。在搜尋的早期,我們從中心附近的所有18個部分找到了光線!這是映象對齊的絕佳起點。美國宇航局戈達德太空飛行中心的韋伯光學望遠鏡元件經理Lee Feinberg解釋了鏡子對準過程的早期階段。 影象鑲嵌中可見的每個獨特點都是韋伯的18個主鏡段中每個部分所成像的相同恆星,這是光學專家和工程師將用來對齊整個望遠鏡的細節寶庫。這項活動確定了每個映象段的部署後對齊位置,這是使整個觀測站進入科學操作功能對齊的關鍵的第一步。NIRCam是天文臺的波前感測器和關鍵成像儀。它被特意選用於Webb的初始對準步驟,因為它具有寬廣的視野和獨特的能力,可以在比其他儀器更高的溫度下安全執行。它還包含定製元件,這些元件旨在專門幫助該過程。近紅外攝像頭將用於望遠鏡鏡子的幾乎整個對準過程。然而,重要的是要注意,在捕獲這些初始工程影象時,NIRCam的工作溫度遠高於其理想溫度,並且可以在馬賽克中看到視覺偽影。隨著Webb接近其理想的低溫工作溫度,這些偽影的影響將顯著減輕。”將韋伯發射到太空當然是一個令人興奮的事件,但對於科學家和光學工程師來說,這是一個巔峰時刻,當來自恆星的光線成功地穿過系統進入探測器時,“韋伯天文臺專案科學家,美國宇航局戈達德太空飛行中心邁克爾麥克爾韋恩說。這張”自拍照“是使用NIRCam儀器內部的專用瞳孔成像鏡頭建立的,該鏡頭旨在拍攝主鏡段的影象,而不是空間影象。此配置在科學操作期間不使用,嚴格用於工程和對準目的。在這種情況下,明亮的部分指向一顆明亮的恆星,而其他部分目前不在同一條線上。該影象給出了主鏡與儀器對齊的早期指示。圖片來源:美國宇航局展望未來,Webb的影象只會變得更加清晰,更詳細,更復雜,因為其他三臺儀器達到預期的低溫工作溫度並開始捕獲資料。第一批科學影象預計將在夏季交付給全世界。雖然這是一個��要的時刻,證實了韋伯是一個功能性望遠鏡,但在未來幾個月裡,要讓天文臺使用其所有四個儀器進行全面的科學操作,還有很多工作要做。