Il James Webb Space Telescope sta per completare la prima fase del processo durato mesi di allineamento dello specchio primario dell’osservatorio utilizzando lo strumento Near Infrared Camera (NIRCam).
La sfida del team era duplice: confermare che NIRCam fosse pronta a raccogliere luce dagli oggetti celesti, e quindi identificare la luce stellare della stessa stella in ciascuno dei 18 segmenti dello specchio primario. Il risultato è un mosaico di immagini di 18 punti di luce stellare organizzati in modo casuale, il prodotto dei segmenti di specchio non allineati di Webb che riflettono tutti la luce della stessa stella sullo specchio secondario di Webb e nei rivelatori di NIRCam.
Quella che sembra una semplice immagine di luce stellare sfocata ora diventa la base per allineare e mettere a fuoco il telescopio in modo che Webb offra viste senza precedenti dell’universo quest’estate. Nel corso del prossimo mese, il team regolerà gradualmente i segmenti dello specchio fino a quando le 18 immagini non diventeranno una singola stella.
“L’intero team di Webb è estasiato dal modo in cui stanno procedendo bene i primi passi per acquisire immagini e allineare il telescopio. Siamo stati così felici di vedere che la luce si è fatta strada nel NIRCam”, ha affermato Marcia Rieke, ricercatrice principale per lo strumento NIRCam e professoressa di astronomia all’Università dell’Arizona.
Durante il processo di acquisizione delle immagini iniziato il 2 febbraio, Webb è stato reindirizzato a 156 diverse posizioni attorno alla posizione prevista della stella e ha generato 1.560 immagini utilizzando i 10 rilevatori di NIRCam, per un totale di 54 gigabyte di dati grezzi. L’intero processo è durato quasi 25 ore, ma è stato notato che l’osservatorio è stato in grado di localizzare la stella bersaglio in ciascuno dei suoi segmenti speculari entro le prime sei ore e 16 esposizioni.
Queste immagini sono state quindi cucite insieme per produrre un unico, grande mosaico che cattura la firma di ogni segmento dello specchio primario in un fotogramma. Le immagini mostrate qui sono solo una porzione centrale di quel mosaico più grande, un’immagine enorme con oltre 2 miliardi di pixel.
“Questa ricerca iniziale ha coperto un’area delle dimensioni della Luna piena perché i punti del segmento potrebbero essere stati potenzialmente sparsi nel cielo”, ha affermato Marshall Perrin, vice scienziato del telescopio Webb e astronomo presso lo Space Telescope Science Institute.
“L’acquisizione di così tanti dati nel primo giorno ha richiesto che tutte le operazioni scientifiche e, i sistemi di elaborazione dati di Webb qui sulla Terra, funzionassero senza problemi con l’osservatorio nello spazio fin dall’inizio. E abbiamo trovato la luce da tutti i 18 segmenti molto vicino al centro all’inizio di quella ricerca. Questo è un ottimo punto di partenza per l’allineamento degli specchi”.
Ogni punto unico visibile nel mosaico dell’immagine è la stessa stella ripresa da ciascuno dei 18 segmenti dello specchio primario di Webb, un tesoro di dettagli che esperti e ingegneri di ottica utilizzeranno per allineare l’intero telescopio. Questa attività ha determinato le posizioni di allineamento post-distribuzione di ogni segmento di specchio, che è il primo passo fondamentale per portare l’intero osservatorio in un allineamento funzionale per le operazioni scientifiche.
NIRCam è il sensore del fronte d’onda dell’osservatorio e un imager chiave. È stato scelto intenzionalmente per essere utilizzato per le fasi iniziali di allineamento di Webb perché ha un ampio campo visivo e la capacità unica di operare in sicurezza a temperature più elevate rispetto agli altri strumenti. È inoltre dotato di componenti personalizzati progettati per aiutare in modo specifico nel processo. NIRCam sarà utilizzato per quasi l’intero allineamento degli specchi del telescopio.
Tuttavia, è importante notare che NIRCam funziona molto al di sopra della sua temperatura ideale mentre cattura queste immagini ingegneristiche iniziali e nel mosaico si possono vedere artefatti visivi. L’impatto di questi artefatti diminuirà in modo significativo man mano che Webb si avvicina alle sue temperature operative criogeniche ideali.
“Il lancio di Webb nello spazio è stato ovviamente un evento emozionante, ma per scienziati e ingegneri ottici, questo è un momento culminante, quando la luce di una stella si sta facendo strada con successo attraverso il sistema fino a un rivelatore”, ha affermato Michael McElwain, osservatorio Webb scienziato del progetto, Goddard Space Flight Center della NASA.
Andando avanti, le immagini di Webb diventeranno più chiare, più dettagliate e più complesse man mano che i suoi altri tre strumenti arriveranno alle temperature operative criogeniche previste e inizieranno a catturare i dati. Le prime immagini scientifiche dovrebbero essere consegnate al mondo in estate. Anche se questo è un grande momento, a conferma che Webb è un telescopio funzionale, c’è molto da fare nei prossimi mesi per preparare l’osservatorio per operazioni scientifiche complete utilizzando tutti e quattro i suoi strumenti.
