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Un’anteprima delle prime immagini del telescopio spaziale Webb fornita dal sensore di guida fine

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Mancano solo cinque giorni al rilascio, il 12 luglio delle prime immagini a colori dal telescopio spaziale James Webb della NASA ma possiamo fornire un’anteprima attraverso le immagini rilasciate dal sistema di guida fine.

Il sensore di guida fine (FGS) del Webb è stato progettato tenendo presente questa particolare domanda (l‘FGS, così come il Near-Infrared Imager e lo Slitless Spectrograph (NIRISS), sono stati sviluppati dall’Agenzia spaziale canadese). Recentemente FGS ha catturato una vista di stelle e galassie che fornisce uno sguardo interessante su ciò che gli strumenti scientifici del JWST riveleranno nelle prossime settimane, mesi e anni.

Anche se lo scopo principale dell’FGS è quello di consentire misurazioni scientifiche e immagini accurate con puntamento di precisione, è sempre stato in grado di acquisire immagini. Quando lo fa, le immagini di solito non vengono conservate: data la larghezza di banda di comunicazione limitata tra il punto di Lagange 2 (L2) dove è posizionata l’orbita del Webb e la Terra (una distanza di 1,5 milioni di chilometri), il telescopio invia solo dati da un massimo di due strumenti scientifici alla volta. Tuttavia, durante un test di stabilità durato una settimana, effettuato a maggio, il team si è reso conto che era disponibile una larghezza di banda per il trasferimento dei dati, in modo da poter conservare le immagini che venivano acquisite.

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Infografica del sensore di guida fine del telescopio spaziale James Webb

Il James Webb Space Telescope sarà il più importante osservatorio spaziale del prossimo decennio, al servizio degli astronomi di tutto il mondo. Uno dei due elementi canadesi del telescopio spaziale James Webb, l’FGS è il sensore di guida più sofisticato di qualsiasi telescopio mai costruito. Si aggancia alle stelle luminose nello spazio profondo per mantenere nitide le immagini di Webb. Credito: CSA

L’immagine di test risultante (l’immagine di copertina) ha alcune qualità approssimative. Non è stata ottimizzata per un’osservazione scientifica; piuttosto, i dati sono stati presi per testare quanto bene il telescopio potesse rimanere agganciato a un bersaglio, ma suggerisce la potenza del telescopio. Presenta alcuni tratti distintivi delle opinioni che Webb ha prodotto durante i suoi preparativi post-lancio. Le stelle luminose si distinguono per i loro sei picchi di diffrazione lunghi e ben definiti, un effetto dovuto ai segmenti speculari a sei lati di Webb. Al di là delle stelle, le galassie riempiono quasi l’intero sfondo.

Secondo i tecnici del Webb, il risultato – ottenuto utilizzando 72 esposizioni in 32 ore – è tra le immagini più profonde dell’universo mai scattate. Quando FGS è aperto, non utilizza filtri colorati come gli altri strumenti scientifici, il che significa che è impossibile studiare l’età delle galassie in questa immagine con il rigore necessario per l’analisi scientifica. Ma anche quando si acquisiscono immagini non pianificate durante un test, FGS è in grado di produrre viste mozzafiato del cosmo.
Il sensore di guida fine (FGS) consente a Webb di puntare con precisione, in modo da ottenere immagini di alta qualità. La parte Near Infrared Imager e Slitless Spectrograph di FGS/NIRISS sarà utilizzata per studiare i seguenti obiettivi scientifici: rilevamento della prima luce, rilevamento e caratterizzazione di esopianeti e spettroscopia di transito di esopianeti.
FGS/NIRISS ha un intervallo di lunghezze d’onda da 0,8 a 5,0 micron ed è uno strumento specializzato con tre modalità principali, ognuna delle quali affronta un intervallo di lunghezze d’onda separato. FGS è una “guida”, che aiuta a puntare il telescopio.
Con il telescopio Webb che ha ottenuto una qualità dell’immagine migliore del previsto, all’inizio della messa in servizio abbiamo intenzionalmente sfocato di una piccola quantità le guide per garantire che soddisfassero i loro requisiti di prestazioni. Quando è stata scattata questa immagine, sono stato entusiasta di vedere chiaramente tutta la struttura dettagliata di queste deboli galassie. Dato ciò che ora sappiamo è possibile con le immagini guida profonde a banda larga, forse tali immagini, prese in parallelo con altre osservazioni ove possibile, potrebbero rivelarsi scientificamente utili in futuro“, ha affermato Neil Rowlands, scienziato del programma per il sensore di guida fine di Webb, al centro aerospaziale di Honeywell.

Dal momento che questa immagine non è stata creata pensando a un risultato scientifico, ci sono alcune caratteristiche che sono abbastanza diverse dalle immagini a piena risoluzione che verranno rilasciate il 12 luglio. Quelle immagini includeranno ciò che sarà, almeno per un breve periodo – l’immagine più profonda dell’universo mai catturata, come ha annunciato l’amministratore della NASA Bill Nelson il 29 giugno.

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L’immagine FGS è colorata utilizzando lo stesso schema di colori rossastro che è stato applicato alle altre immagini ingegneristiche di Webb durante la messa in servizio. Inoltre, durante queste esposizioni non si è verificato alcun “dithering”. Il dithering è quando il telescopio si riposiziona leggermente tra ogni esposizione. Inoltre, i centri delle stelle luminose appaiono neri perché saturano i rivelatori di Webb e il puntamento del telescopio non ha cambiato le esposizioni per catturare il centro da diversi pixel all’interno dei rivelatori della fotocamera. Le cornici sovrapposte delle diverse esposizioni possono essere viste anche ai bordi e agli angoli dell’immagine.

In questo test di ingegneria, lo scopo era quello di agganciare una stella e testare quanto bene Webb potesse controllare il suo “rollio” – letteralmente, la capacità di Webb di rollare su un lato come un aereo in volo. Questo test è stato eseguito con successo, oltre a produrre un’immagine che accende l’immaginazione degli scienziati che analizzeranno i dati scientifici di Webb, ha affermato Jane Rigby, scienziata operativa di Webb presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.

Le macchie più deboli in questa immagine sono esattamente i tipi di deboli galassie che Webb studierà nel suo primo anno di operazioni scientifiche“, ha detto Rigby.

Mentre i quattro strumenti scientifici di Webb riveleranno la nuova visione dell’universo del telescopio, il Fine Guidance Sensor è l’unico strumento che verrà utilizzato in ogni singola osservazione di Webb nel corso della vita della missione. FGS ha già svolto un ruolo cruciale nell’allineamento dell’ottica di Webb. Ora, durante le prime vere osservazioni scientifiche effettuate a giugno e una volta che le operazioni scientifiche inizieranno a metà luglio, guiderà ogni osservazione Webb al suo obiettivo e manterrà la precisione necessaria affinché Webb produca scoperte rivoluzionarie su stelle, esopianeti, galassie e persino bersagli mobili all’interno del nostro sistema solare.

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