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詹姆斯韦伯现在正在进行最后准备工作, 所有科学仪器数据将被深挖

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜正在进行热稳定测试,与此同时,调试的最后阶段正在进行中,美国宇航局,欧洲宇航局,加拿大宇航局正在深入挖掘科学仪器的所有细节数据,这是韦伯未来工作的核心,也是整个韦伯调试过程中最核心最复杂的部分。为了完成调试,科学家们将在夏季开始常规科学操作之前测量科学仪器的详细性能。今天,韦伯的首席调试科学家、太空望远镜科学研究所(STScI)的斯科特·弗里德曼向我们介绍了调试最后阶段的所有细节:

“随着望远镜完美地对准,韦伯接近其最终低温,我们准备开始科学观测开始之前的最后一组活动:科学仪器调试,因为篇幅太长这里我只介绍其中的一些活动。”“仪器、近红外相机(NIRCam)、近红外光谱仪(NIRSpec)、近红外成像仪和无缝光谱仪(NIRISS)、中红外仪器(MIRI)和精细制导传感器(FGS)已经通电并安全冷却。我们已经操作了其机械装置和探测器,包括滤光片轮、光栅轮和NIRSpec微切割器组件。韦伯光学团队使用每台仪器拍摄的孤立恒星的图像来校准天文台的主镜和次镜。但是,在韦伯完全准备好进行雄心勃勃的科学观测之前,我们还有更多的工作要做,这将揭示宇宙的秘密。”

“我们现在将开始使用各种各样的天文源对仪器进行广泛的校准和表征。我们将测量仪器的吞吐量,也就是说进入韦伯的光线到底有多少到达了科学仪器,这都会被记录下来。韦伯的分镜和每个仪器内的每次反射都会有一些损失,并且没有探测器重新测量记录每一个到达的光子,所以我们将通过观察标准恒星来测量多波长光下的吞吐量,这些恒星的光发射是由其他天文台获得的数据结合理论计算得出的。”

“每个仪器的天体测量校准将探测器上的像素映射到天空中的精确位置,以纠正每个光学系统中存在的微小但不可避免的光学畸变,我们通过观察韦伯天体测量场来实现这一点。韦伯天体测量场是附近星系大麦哲伦云中的一小块天空,哈勃太空望远镜之前就观测过该区域,韦伯需要将大约200000颗恒星的坐标调整到1百万弧秒(小于0.3百万分之一度)的精度。只有校准了这种失真,才能将科学目标精确地放置在仪器的视野中。例如,要使用NIRSpecmicroshutter组件同时获得100个星系的光谱,望远镜必须指向,以便每个星系都处于正确的快门位置,韦伯的25万个快门结构都需要启动超过95%以上!”

“我们还将测量恒星图像的清晰度,天文学家称之为“点扩散函数”,我们已经知道,韦伯为仪器提供的图像质量超过了我们发射前的预期,但每个仪器都有额外的光学元件。这些光学器件执行一项功能,例如通过滤光片获得有关天文目标的颜色信息,或使用衍射光栅将入射光传播成其组成颜色。在不同波长下测量每个仪器内的点扩散函数,为解释数据提供了重要的校准。”

“我们将测试每台仪器目标捕获的情况,对于某些观测,使用精细制导传感器中的导星位置来对准望远镜,并知道科学目标相对于该导星的位置就足够了。这将使科学目标的精度达到十分之几弧秒。然而,在某些情况下,需要更高的精度,大约为百分之一弧秒。例如,在日冕照相术中,恒星必须被放置在一个遮罩后面,这样太阳的光线就被阻挡了,从而使附近的系外行星能够透过。在时间序列观测中,我们测量一颗系外行星的大气在经过其恒星前的数小时内如何吸收恒星光,也就是凌日法,从而可以测量该行星大气的性质和成分。这两种应用都要求仪器向望远镜指向控制系统发送修正,以便将科学目标精确地放置在仪器视野内的正确位置。”

“我们仪器调试活动的最后一个步骤是对移动目标的观测。大多数天文物体距离如此之远,以至于它们似乎在天空中静止不动。然而,我们太阳系内的行星、卫星和光环、小行星和彗星并非如此。观测这些太阳系内天体需要韦伯姿态,改变观测数据,我们将通过使用每个仪器观察不同视速度的小行星来测试这种能力,还有更多的快去纠正算法需要启动,毕竟观察太阳系内天体结构也是重要的部分。”

“在韦伯完成其科学任务之前,我们已经进入了最后两个月的调试阶段,当这些工作完成后,我们的数据是全球公开的,所以我们已经准备好和全球天文学家和公众分享这一伟大科学项目,我们就快到了。”

posted @ 22-05-10 12:48  作者:admin  阅读量:

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