목요일, 4월 25, 2024

James Webb 우주 망원경이 모든 기대치를 초과한 방법

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Deungjeong Kyungsoon
Deungjeong Kyungsoon
"경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다."

2021년 12월 25일 제임스 웹 우주 망원경이 우주로 발사되었습니다.

2021년 12월 25일 James Webb 우주 망원경은 Ariane 5 로켓에서 성공적으로 궤도에 진입했습니다. 로켓 발사는 우리가 우주를 통해 우주선을 멀리 추진할 수 있는 유일한 방법이었습니다.

(신용 거래: ESA-CNES-ArianeSpace / Optique Vidéo du CSG / NASA TV)

이 계획은 게시, 냉각 및 보정에 6개월을 계획했습니다.

2차 미러 확산 시퀀스는 이 시간 경과 이미지에 표시됩니다. 그것은 정확히 24피트보다 약간 작거나 기본 미러에서 7미터가 조금 넘는 곳에 위치해야 합니다. 이것은 완전히 작동하는 JWST를 온라인으로 가져오기 위해 계획대로 반드시 수행되어야 하는 수백 단계 중 하나였습니다.

(신용 거래: NASA/James Webb 우주망원경팀)

그 후 과학적 과정이 시작되어 기대 수명이 5~10년이 됩니다.

제임스 웹 우주 망원경

모든 광학 장치가 올바르게 배치되고 망원경이 완전히 보정되면 James Webb는 우주의 모든 외계 물체를 전례 없는 정확도로 볼 수 있어야 합니다. 기본 및 보조 거울은 장비에 빛을 집중시켜 데이터를 축소하고 축소할 수 있습니다. , 그리고 지구로 돌아왔다.

(신용 거래: NASA/James Webb 우주망원경팀)

그러나 2022년 4월 28일, 각 도구 정렬 최대 20년의 예상 수명으로 완성되었습니다.

이 이미지는 James Webb의 기본 거울을 구성하는 18개의 개별 세그먼트와 각 거울이 고정된 위치에 해당하는 문자 A, B, C와 숫자 1에서 6으로 레이블이 지정된 3개의 독립적인 거울 세트를 보여줍니다. 현재로. 출판 망원경.

(신용 거래: NASA/James Webb 우주망원경팀)

망원경과 팀 모두의 성능은 일반적으로 예상을 뛰어넘는 놀라운 수준이었습니다.

이 다중 패널 이미지는 동일한 포인팅/시야에서 두 JWST 기기에서 반환된 세부 정보를 보여줍니다. 처음으로 전체 시야의 모든 기기가 정확하고 완벽하게 보정되어 JWST가 과학 작업을 시작할 준비가 된 단계에 한 걸음 더 다가섰습니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

첫째: 발사 중 저장되어 코스 수정을 위한 원래 연료입니다.

태양 전지판은 발사 후 29분, 예정보다 약 4분 앞서 배치되어 NASA의 James Webb 우주 망원경이 가동되어 전력을 공급받고 있으며 최종 목적지로 향하고 있음이 분명합니다. 출시는 비교할 수 없는 성공이었습니다.

(신용 거래: NASA TV / 유튜브)

JWST는 예정보다 일찍 목적지 L2 Lagrange에 도착했습니다.

각 행성은 주위에 5개의 위치, 즉 공통 궤도인 라그랑주 점을 가진 별을 공전합니다. 정확히 L1, L2, L3, L4 또는 L5에 위치한 물체는 지구 궤도와 정확히 같은 기간 동안 태양을 계속 공전합니다. 즉, 지구와 우주선 사이의 거리는 일정합니다. L1, L2, L3은 불안정한 평형점으로 우주선의 위치를 ​​유지하기 위해 주기적인 궤적 수정이 필요하지만 L4와 L5는 안정적입니다. Webb는 L2 주위의 궤도에 성공적으로 진입했으며 냉각을 위해 항상 태양에서 떨어져 있어야 합니다.

(신용 거래: 나사)

각 구성 요소가 적절하게 배치되고 계획대로 냉각됩니다.

JWST의 현재 상태는 다양한 구성 요소의 보정 및 각 장치의 온도를 포함하여 배포의 각 단계를 얼마나 거쳤는지 보여줍니다. 과학 작업이 시작됩니다.

(신용 거래: NASA / JWST팀 / STScI)

2월 초, 7단계 정렬/시운전 프로세스가 시작되었습니다.

제임스 웹 허블

총 23일 동안 촬영된 Hubble eXtreme Deep Field의 일부. 적외선에서 JWST가 예측한 시뮬레이션된 뷰와 대조됩니다. 목표물을 현명하게 선택함으로써 James Webb 우주 망원경은 다른 어떤 관측소도 밝힐 수 없는 우주에서 가장 먼 천체에 대한 놀라운 세부 사항을 밝힐 수 있어야 합니다. 교정이 완료되면 이러한 유형의 과학적 작업을 시작할 수 있습니다.

(신용 거래: NASA/ESA 및 Hubble/HUDF 팀; NIRCam 시뮬레이션을 위한 JADES 협업)

먼저, 각 거울 클립에 의해 생성된 이미지가 결정되었습니다.

제임스 웹 손톱

이 모자이크 이미지는 HD 84406으로 알려진 큰곰자리의 밝고 고립된 별을 망원경으로 가리켜 만들어졌습니다. 이 별은 식별하기 쉽고 비슷한 밝기의 다른 별과 붐비지 않기 때문에 특별히 선택되었습니다. 배경. 착란. 모자이크 내의 각 지점은 이를 캡처한 해당 1차 미러 세그먼트로 표시됩니다. 이러한 예비 결과는 예상 및 시뮬레이션과 밀접하게 일치합니다.

(신용 거래: 나사)

두 번째로 이미지를 정렬한 다음 세 번째 이미지를 쌓았습니다.

이 3개의 패널 애니메이션은 정렬되지 않은 18개의 개별 이미지, 각 세그먼트 후의 동일한 이미지가 더 잘 구성된 후, 18개의 모든 거울에서 개별 이미지가 쌓여 함께 추가된 최종 이미지 간의 차이를 보여줍니다. “악몽의 눈송이”로 알려진 이 별이 만든 패턴은 더 나은 보정으로 개선될 수 있습니다.

(크레딧: NASA/STScI, E. Siegel 작성)

넷째, 18개의 작은 망원경을 하나의 큰 망원경으로 만들었다.

모든 빛이 검출기의 한 곳에 배치되는 이미지 스태킹 후, 섹션은 여전히 ​​빛의 파장보다 낮은 해상도에서 서로 정렬되어야 합니다. 거친 위상을 측정하고 미러 세그먼트의 수직 변위(즉, 피스톤 차이)를 수정합니다. 이 NASA 시뮬레이션에서 피스톤 오류가 작으면 “면도기 샤프트” 라인이 줄어듭니다.

(신용 거래: 나사)

다섯째, NIRCam 마이크로 그래디언트가 발생하여 처음으로 완전히 초점을 맞춘 이미지.

제임스 웹 손톱

NASA의 James Webb 우주 망원경이 공개한 최초의 분위상 이미지는 별의 단일 이미지를 보여줍니다. 이 이미지에는 6개의 주목할만한(그리고 덜 두드러진 2개의) 회절이 있으며 그 뒤에 있는 별과 은하의 배경이 드러납니다. 이 이미지가 멋진 만큼, 아마도 여기에서 볼 수 있는 최악의 James Webb 우주 망원경 이미지일 것입니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

JWST 독특한 손톱 세트 그것은 망원경의 광학 설계에서 비롯됩니다.

2007년 문서에서 예측한 James Webb 우주 망원경의 점 전파 기능 육각형(비원형) 기본 거울의 4가지 요소는 각각 약 4mm 간격이 있는 18개의 타일로 된 육각형 배열과 3개의 지지 지주로 구성됩니다. 보조 미러를 제자리에 고정하기 위해 모두 JWST로 이미지화된 밝은 점 소스 주위에 나타나는 불가피한 일련의 스파이크를 만듭니다.

(신용 거래: R.B. Makidon, S. Casertano, C. Cox & R. van der Marel, STScI/NASA/AURA)

여섯째, 정렬 범위는 JWST 툴킷과 전체 시야에 걸쳐 있습니다.

단계를 최적화한 후 망원경은 NIRCam의 시야에서 한 지점에만 잘 정렬됩니다. 각 기기의 여러 필드 지점에서 측정을 수행하면 강도 차이를 완벽하게 최소화하여 모든 과학 기기에서 잘 조정된 망원경을 얻을 수 있습니다.

(신용 거래: 나사)

일곱째, 최종 반복 수정으로 정렬이 종료되었습니다.

각 장비의 시야에서 고도로 초점이 맞춰진 별의 기하학적 이미지는 망원경이 완벽하게 정렬되고 초점이 맞춰져 있음을 보여줍니다. 이 테스트에서 Webb는 우리 은하의 작은 위성 은하인 대마젤란 성운의 일부를 가리켰으며, 이는 천문대의 모든 센서에 걸쳐 수십만 개의 별이 밀집된 필드를 제공합니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

지금 바로 니르캄그리고

원래 JWST의 멋진 “8개 스파이크” 별의 첫 번째 이미지가 생성되었을 때 우주선의 척추 카메라인 NIRCam이 어느 시점에서 보정되었다는 표시였습니다. 이제 이 보정은 JWST의 전체 시야, 전체 NIRCam 필드 및 다른 모든 기기의 필드에 걸쳐 수행됩니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

정밀 조향 센서,

JWST Precision Wisdom 센서는 안내 별을 추적하여 천문대를 정확하고 정확하게 방향을 정하고 과학 데이터를 추출하는 데 사용되는 이미지 대신 보정 이미지를 가져옵니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

네리스그리고

Precision Orientation Sensor와 동일한 기기의 일부인 근적외선 이미징 및 분광기는 외계 행성 발견, 특성화 및 통과 분광학에서 탁월하도록 설계되었습니다. 외계행성에 대한 중요한 힌트가 있는 경우 NRISS 기기가 이를 찾아야 합니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

니어스픽,

NIRSpec은 이미저가 아닌 분광계이지만 보정 및 대상 획득을 위해 여기에 표시된 1.1μm 이미지와 같은 이미지를 촬영할 수 있습니다. NIRSpec 데이터의 일부에서 볼 수 있는 어두운 영역은 마이크로셔터 어레이 구조 때문입니다. 여기에는 수십만 개의 제어 가능한 셔터가 포함되어 있어 어떤 빛이 분광계로 전송되는지 결정하기 위해 열거나 닫을 수 있습니다.

(신용 거래: NASA / STScI)

그리고 모든 MIRI 도구가 정렬됩니다..

James Webb 우주 망원경의 MIRI(중간 적외선 기기) 기기는 영향을 미치는 긴 파장으로 인해 정확도가 떨어지지만 여러 면에서 가장 강력한 기기이기도 하여 우주에서 가장 먼 곳까지 밝힐 수 있습니다. .

(신용 거래: NASA / STScI)

단지 기기 시운전 및 최종 교정 유적.

이것은 JADES Deep의 투영 깊이에서 NIRCam 이미지를 시뮬레이션하기 위해 JAGUAR 및 Guitarra로 생성된 시뮬레이션된 JWST/NIRCam 모자이크입니다. 과학 작업의 첫 해에 James Webb은 가장 멀리 있는 은하와 가장 먼 별에 대한 기록을 포함하여 32년 동안 허블이 세운 많은 기록을 깨뜨릴 가능성이 매우 높습니다.

(신용 거래: C. Williams et al., ApJ, 2018)

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