Scritto: Domenica, 26 Giugno 2022 11:20 Ultima modifica: Domenica, 26 Giugno 2022 17:59

Strumentazione Webb qualificata al 70%


Il telescopio spaziale è ormai in dirittura d'arrivo, con lo strumento NIRISS completamente qualificato e NIRCam/MIRI in dirittura d'arrivo.

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Stato della qualifica, riordinato in senso cronologico
Stato della qualifica, riordinato in senso cronologico
Credits; NASA/Goddard - Processing: Marco Di Lorenzo

 Manca poco, ormai. Dei 17 test critici previsti per rilasciare l'intero pacco strumenti del JWST, l'altro ieri è stato completato il dodicesimo, riguardante la modalità spettroscopica a bassa e media risoluzione dello strumenti MIRI per il medio infrarosso termico. Il team a terra ha quindi completato il 70% delle attività di commissariamento necessarie a caratterizzare e rilasciare i 4 strumenti di bordo per tutte le attività scientifiche previste.

 Dopo l'ultimo aggiornamento di una settimana fa, si è aggiunta la spettroscopia senza fenditura ad ampio campo della NIRCam e la modalità "slitless" ovvero senza fenditura e ad oggetto singolo dello spettrografo NIRISS, entrambi riferiti alla banda del vicino infrarosso. Nel frattempo, si sono rese disponibili alcune finestre di tempo osservative e Il team ha iniziato a raccogliere i primi dati scientifici, preparandoli al rilascio a partire dal 12 luglio 2022, data che segnerà la fine ufficiale della qualifica di Webb e l'inizio delle operazioni scientifiche di routine.

 

NIRSPEC, uno spettrografo europeo

 Come hanno raccontato T. Beck, T. Keyes e C. Proffitt, tutti responsabili dello strumento NIRSpec presso lo Space Telescope Science Institute (STScI), "Il Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) è lo strumento del telescopio Webb che osserva gli spettri di oggetti astrofisici e planetari a lunghezze d'onda del vicino infrarosso. Il NIRSpec Grating Wheel Assembly (GWA) utilizza reticoli di diffrazione o un prisma per separare le lunghezze d'onda della luce in ingresso in uno spettro, il cui studio può fornire informazioni chiave sulla natura di vari oggetti, come pianeti extrasolari o galassie ai margini dell'universo. GWA possiede anche uno specchio interno che viene utilizzato principalmente per 'acquisire' bersagli, ritraendoli e posizionandoli correttamente nel campo visivo dello strumento per osservarne lo spettro.

 NIRSpec ha due metodi per l'acquisizione del bersaglio (Target Acquisition): quella ad ampia apertura (WATA) e quella basata su Micro-Shutter Assembly (MSATA) .

Fig.1
Una simulazione del processo di acquisizione Target basato su NIRSpec MSA, dimostrato sull'immagine di controllo della nitidezza NIRSpec. NIRSpec utilizza le "stelle di riferimento" osservate attraverso le fessure fisse nell'area centrale e l'MSA per correggere attentamente i piccoli offset x - y e angolo di posizione (rotazione) dell'osservatorio in modo che i bersagli scientifici siano allineati correttamente con i loro otturatori attraverso il intero campo visivo MOS NIRSpec. Credito: NASA, ESA e il team NIRSpec

 Il processo WATA acquisisce l'immagine di un singolo bersaglio astrofisico attraverso un'ampia fenditura fissa per determinarne la posizione nel cielo vista attraverso lo strumento; il software di bordo calcola autonomamente lo spostamento (offset) per posizionare con precisione questo o un altro obiettivo vicino nel campo NIRSpec, in modo da disperderne la luce in uno spettro. Durante la messa in servizio dello strumento, le eccellenti prestazioni di WATA sono state dimostrate in cielo per tutte e quattro le modalità di osservazione NIRSpec: spettroscopia di imaging con unità di campo integrale, spettroscopia a fessura fissa, serie temporali di oggetti luminosi e spettroscopia multi-oggetto.

 “NIRSpec include la modalità di spettroscopia multi-oggetto (MOS), in cui verranno osservati contemporaneamente gli spettri di decine o anche centinaia di bersagli scientifici. Ciò richiede aperture specializzate che possono essere configurate aprendo e chiudendo specifiche minuscole fessure (microshutters o "micropersiane") sul totale di 250.000 che sono disposte in una griglia rettangolare nell'MSA, consentendo di osservare i singoli bersagli con poca contaminazione da oggetti vicini o luce di fondo.

Figure2ki

Una simulazione ottimizzata ad alta risoluzione di una stella alla lunghezza d'onda di 2 micron vista attraverso un microshutter NIRSpec (dimensioni 100 × 200 micron).- Credito: NASA, ESA e il team NIRSpec

 Per consentire una registrazione corretta degli spettri, ciascuna sorgente deve cadere nel suo otturatore NIRSpec con una precisione pari a un decimo della larghezza dell'otturatore stesso, ovvero solo 20 milli-secondi d'arco (la dimensione apparente di un calabrone visto da 150 km di distanza!).

 La cosa importante da sottolineare è che NIRSpec è stato costruito per l'ESA da un consorzio di società europee guidate da "Airbus Defence and Space" (ADS), con il contributo di "Goddard Space Flight Center" della NASA che fornisce i suoi sottosistemi di rilevamento e microshutter. 

 “La recente conferma dell'acquisizione del target NIRSpec e il lavoro aggiuntivo sulle quattro modalità scientifiche preparano il team NIRSpec per le nostre ultime attività di messa in servizio. Non vediamo l'ora di vedere le prime osservazioni scientifiche NIRSpec in arrivo quest'estate!

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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