Scritto: Domenica, 19 Giugno 2022 12:43 Ultima modifica: Lunedì, 20 Giugno 2022 04:53

Webb nel mezzo del cammin per la qualifica...


La fase finale di commissariamento dei 4 strumenti a bordo del telescopio spaziale è a buon punto ma la data di pubblicazione delle prime immagini è slittata al 14 luglio

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Stato delle temperature (a sinistra) e della qualifica dei vari strumenti, in data 19 giugno
Stato delle temperature (a sinistra) e della qualifica dei vari strumenti, in data 19 giugno
Credits:NASA / Goddard Space Flight Center - Processing: Marco Di Lorenzo

 Il team del James Webb Space Telescope continua a testare, una per una, tutte le modalità di funzionamento degli strumenti scientifici di cui il telescopio spaziale è dotato. Il processo di "commissariamento", necessario per mettere a punto e caratterizzare le prestazioni dei sensori prima di iniziare l'attività scientifica vera e propria, è ormai giunto quasi a metà strada (8 modalità su 17), come si vede nella porzione destra dell'immagine di apertura.

 Nelle settimane passate, sono state verificate le serie temporali della NIRCam grism e imaging, entrambe utilizzate per studiare esopianeti e altre sorgenti variabili nel tempo, la modalità interferometria di mascheramento dell'apertura NIRISS, per il rilevamento diretto di oggetti debole vicini a sorgenti luminose, la Spettroscopia NIRISS a fenditura ad ampio campo, per lo studio di galassie lontane e le serie temporali di oggetti luminosi NIRSpec, per lo studio degli esopianeti.

 Nell'ultima settimana, invece, è stata testata la modalità di spettroscopia a media risoluzione di MIRI, al fine di registrare spettri nel medio infrarosso. Come raccontato da due membri del team di commissariamento MIRI (D. Law, dello STScI e A. Labiano del Centro de Astrobiologίa (CAB), una delle modalità strumentali più complesse di Webb è con lo spettrometro a media risoluzione (MRS) MIRI. L'MRS è uno spettrografo a campo integrale , che fornisce simultaneamente informazioni spettrali e spaziali per l'intero campo visivo. Lo spettrografo fornisce "cubi di dati" tridimensionali in cui ogni pixel di un'immagine contiene uno spettro unico. Tali spettrografi sono strumenti estremamente potenti per studiare la composizione e la cinematica degli oggetti astronomici, poiché combinano i vantaggi sia dell'imaging tradizionale che della spettroscopia

 L'MRS è progettato per avere un potere risolutivo spettrale (lunghezza d'onda osservata divisa per la più piccola differenza di lunghezza d'onda rilevabile) di circa 3000, sufficientemente elevato da risolvere le principali caratteristiche atomiche e molecolari in una varietà di ambienti. Ai massimi spostamenti verso il rosso, l'MRS sarà in grado di studiare l'emissione di idrogeno dalle prime galassie mentre, per red shift più bassi, sonderà le caratteristiche degli idrocarburi molecolari nella polvere di galassie vicine e rileverà le luminose impronte spettrali di elementi come ossigeno, argon e neon ionizzati nel mezzo interstellare. Più vicino a noi, l'MRS produrrà mappe delle caratteristiche spettrali dovute al ghiaccio d'acqua e a molecole organiche semplici nei pianeti giganti del nostro sistema solare e nei dischi protoplanetari attorno ad altre stelle.

cubi

I primi "cubi" di dati ingegneristici per ciascuna delle dodici bande spettrali MRS, che illustrano la registrazione astrometrica e la qualità dell'immagine per la stella HD 37122. In ogni pannello, il cerchio tratteggiato mostra una regione con raggio di 1 secondo d'arco attorno alla posizione prevista della stella. Notare come, a lunghezze d'onda maggiori, si riduce il contrasto tra la stella e lo sfondo, dove l'MRS rileva anche l'emissione termica dallo specchio primario di Webb. Credito: NASA, ESA e Consorzio MIRI.- Miglioramenti: Marco Di Lorenzo
 Per coprire l'ampia gamma di lunghezze d'onda da 5 a 28 micron nel modo più efficiente possibile, le unità di campo integrali MRS sono suddivise in dodici singole bande di lunghezze d'onda, ognuna delle quali deve essere calibrata individualmente. Nelle ultime settimane, il team del MIRI (un grande gruppo internazionale di astronomi provenienti dagli Stati Uniti e dall'Europa) si è concentrato principalmente sulla calibrazione dei componenti di imaging dell'MRS. Vogliono garantire che tutte e dodici le bande siano ben allineate nello spazio tra loro e con il MIRI Imager, in modo che possa essere utilizzato per posizionare con precisione gli obiettivi da studiare nel campo visivo MRS più piccolo. Qui sopra sono riportati appunto alcuni risultati preliminari di questo processo di allineamento, utilizzando una brillante stella vicino alla Grande Nube di Magellano.

spettro

Una porzione di spettro MIRI MRS (in rosso) mostra i dati di calibrazione sulla galassia di Seyfert NGC 6552, con una forte linea di emissione dovuta all'idrogeno molecolare e ulteriori caratteristiche più deboli ma riconoscibili. Per confronto, la linea blu mostra uno spettro ottenuto da IRS-Spitzer su una galassia simile, ma con risoluzione spettrale nettamente inferiore.- Credito: NASA, ESA e Consorzio MIRI

 Una volta che l'allineamento spaziale e la qualità dell'immagine delle diverse bande saranno ben caratterizzati, il team MIRI darà la priorità alla calibrazione della risposta spettroscopica dello strumento. Questo passaggio includerà la determinazione della lunghezza d'onda e della risoluzione spettrale in ciascuno dei dodici campi visivi utilizzando le linee di emissione di oggetti compatti e di nebulose planetarie diffuse. Una volta stabilite queste caratteristiche di base dello strumento, sarà possibile calibrare MRS in modo che sia pronto a supportare la ricchezza dei programmi scientifici del Ciclo 1, che inizierà tra poche settimane e durerà un anno.

 In questo primo ciclo sono previsti tre tipi di programmi scientifici: General Observer (GO), Guaranteed Time Observer (GTO) e Director's Discretionary Early Release Science (DD-ERS). I primi coinvolgeranno scienziati di tutto il mondo i cui programmi sono stati selezionati da loro colleghi, mentre i programmi GTO sono guidati da scienziati che hanno dato un contributo fondamentale allo sviluppo dell'osservatorio.

 Nel frattempo, forse a causa di un lieve ritardo nelle attività di commissariamento, la data fatidica del rilascio delle prime immagini scientifiche "a colori" è slittata in avanti di un paio di giorni ed è attualmente fissata per il giorno della "presa della Bastiglia". Rimaniamo tutti col fiato sospeso...

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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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