Космічний телескоп Джеймс Вебб тепер відчуває всі пори року - від спеки до холоду - оскільки він проходить випробування на термічну стабільність. Тим часом ведуться роботи з заключного етапу введення в експлуатацію: вникання в деталі роботи наукових інструментів. Щоб завершити введення в експлуатацію, фахівці докладно вимірюють продуктивність наукових інструментів, перш ніж влітку почнемо наукові операції.
Провідний фахівець з введення в експлуатацію Скотт Фрідман з Наукового інституту космічного телескопа (STScI), розповів всі подробиці про цей заключний етап.
"З правильно налаштованим телескопом і близькою до кріогенної температури обсерваторії ми готові почати останню групу дій перед початком наукових спостережень: введення в експлуатацію наукових інструментів. Тут я описую лише деякі з цих дій:
Інструменти, камера ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam), спектрометр ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec), формувач зображення в ближньому інфрачервоному діапазоні і безщільний спектрометр (NIRISS), прилад середнього інфрачервоного діапазону (MIRI) і датчик точного наведення (FGS) були включені і надійно.
Ми керували їх механізмами і детекторами. Команда Webb optics використовувала зображення ізольованих зірок, зроблені за допомогою кожного з інструментів, щоб вирівняти первинне і вторинне дзеркала обсерваторії.
Але нам належить виконати ще багато роботи, перш ніж Вебб буде повністю готовий приступити до амбітних наукових спостережень, які розкриють таємниці Всесвіту.
Тепер ми приступимо до великого набору калібрувань і характеристик інструментів з використанням найрізноманітніших астрономічних джерел.
Ми виміряємо пропускну здатність приладів - скільки світла, що потрапляє в телескоп, досягає детекторів і реєструється. Завжди є деякі втрати при кожному відбитті дзеркалами телескопа і всередині кожного приладу, і жоден детектор не реєструє кожен вступаючий фотон.
Ми виміряємо цю пропускну здатність на декількох довжинах хвиль світла, спостерігаючи за стандартними зірками, випромінювання світла яких відомо з даних, отриманих за допомогою інших обсерваторій, у поєднанні з теоретичними розрахунками.
Астрометричне калібрування кожного інструмента зіставляє пікселі детекторів з точними точками на небі, щоб виправити невеликі, але неминучі оптичні спотворення, які присутні в кожній оптичній системі.
Ми робимо це, спостерігаючи за астрометричним полем Вебба, невеликою ділянкою неба в сусідній галактиці, Великій Магеллановій хмарі. Це поле спостерігалося космічним телескопом «Хаббл» для визначення координат близько 200 000 зірок з точністю до 1 мілісекунди (менше 0,3 мільйонних часток градуса). Калібрування цього спотворення необхідне для точного розміщення наукових цілей у полі зору приладів.
Наприклад, щоб отримати спектри ста галактик одночасно за допомогою NIRSpec, телескоп повинен бути спрямований так, щоб кожна галактика знаходилася у відповідному затворі, а затворів чверть мільйона!
Ми також виміряємо різкість зоряних зображень, яку астрономи називають «функцією розсіювання точки». Ми вже знаємо, що телескоп передає на прилади якість зображення, що перевершує наші передстартові очікування, але кожен інструмент має додаткову оптику, яка виконує певну функцію, наприклад пропускає світло через фільтри для отримання колірної інформації про астрономічну мету або використовує дифракційну решітку для поділу вхідного світла на складові його кольору.
Вимірювання функції розсіювання точки в кожному приладі на різних довжинах хвиль забезпечує важливе калібрування для інтерпретації даних.
Ми протестуємо виявлення мети для кожного інструменту. Для деяких спостережень достатньо навести телескоп, використовуючи положення дороговказної зірки в датчику точного наведення, і знати місце розташування наукової мети щодо цієї дороговказної зірки. Це дозволяє визначити наукову мету з точністю до декількох десятих кутової секунди.
Однак у деяких випадках потрібна велика точність, приблизно сота частка кутової секунди. Наприклад, для коронографії зірка повинна бути поміщена за маскою, щоб її світло було заблоковане, дозволяючи просвічувати прилеглій екзопланеті. У спостереженнях за часовими рядами ми вимірюємо, як атмосфера екзопланети поглинає зоряне світло протягом годин, необхідних для проходження перед її зіркою, що дозволяє нам виміряти властивості і складові атмосфери планети. Обидва цих додатки вимагають, щоб прилад посилав поправки в систему управління наведенням телескопа, щоб точно помістити наукову мету в правильне місце в полі зору приладу.
Останнім прикладом нашої діяльності з введення в експлуатацію інструментів є спостереження за рухомими цілями. Більшість астрономічних об'єктів знаходяться так далеко, що вони здаються нерухомими на небі. Однак це не стосується планет, супутників і перстнів, астероїдів і комет у нашій Сонячній системі.
Для їх спостереження потрібно, щоб обсерваторія змінила напрямок наведення щодо фонових опорних зірок під час спостереження. Ми перевіримо цю можливість, спостерігаючи за астероїдами з різною видимою швидкістю за допомогою кожного інструменту.
Зараз ми знаходимося на останніх двох місяцях введення Вебба в експлуатацію, перш ніж він буде повністю готовий до своєї наукової місії. У нас все ще є важливі властивості і можливості інструментів для тестування, вимірювання і демонстрації. Коли вони будуть завершені, ми будемо готові приступити до великих наукових програм, яких з нетерпінням чекали як астрономи, так і громадськість. Ми майже на місці ".