20220706韋伯太空望遠鏡之精細制導感測器(FGS)提供的最新預覽照

2022/07/09 56 1 天文探索 , 太空望遠鏡

距離詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發布首批全彩影像還有不到一週的時間,但該天文台是如何找到並鎖定其目標的呢?韋伯的精細制導感測器(FGS)-- 由加拿大太空總署開發 -- 在設計時就考慮到了這個特殊問題。最近,它捕捉到了恆星和星系的景象,讓人們可以一窺望遠鏡的科學儀器在未來幾週、幾個月和幾年內將揭示什麼。

FGS 一直能夠捕獲影像,但其主要目的是實現精確的科學測量和精確定位的成像。當它捕捉到影像時,影像通常不會被保留。鑑於 L2 和地球之間的通信頻寬有限,韋伯一次最多只能發送兩個科學儀器的數據。但是在五月份為期一週的穩定性測試中,團隊想到他們可以保留正在捕捉的影像,因為有可用的數據傳輸頻寬。

由此產生的工程測試影像有一些粗糙邊緣的特質。它沒有被最佳化為科學觀測;相反,拍攝這些數據是為了測試望遠鏡在鎖定目標方面的能力,但它確實暗示了望遠鏡的力量。它帶有韋伯在發射後準備工作中產生之視圖的一些特徵。明亮的恆星以其六條長而清晰的繞射尖峰脫穎而出,這是由於韋伯的六面鏡段造成的效果。在恆星之外,星系幾乎充滿了整個背景。

據韋伯科學家稱,這一結果 -- 在 32 小時內使用 72 次曝光 -- 是迄今為止拍攝的最深的宇宙影像之一。當 FGS 的光圈打開時,它不像其他科學儀器那樣使用彩色濾鏡 -- 這意味著不可能以科學分析所需的嚴謹性來研究這張影像中星系的年齡。但是,即使在測試期間捕捉到計劃外的影像,FGS 也能夠產生令人驚嘆的宇宙景觀。


▲ 這張精細制導感測器的測試影像是在五月初的 8 天時間內,與 NIRCam 對 HD147980 恆星的成像同時獲得的。這張工程影像代表了導向器2通道的幾個重疊點上總共 32 小時的曝光時間。觀測沒有為探測暗淡物體而進行最佳化,但儘管如此,該影像還是捕捉到了極其暗淡的物體,並且是目前最深的紅外天空影像。 0.6 到 5 微米的導向器未經過濾的波長響應有助於提供這種極高的靈敏度。該影像是單色的,以白-黃-橙-紅的假彩色顯示,代表從最亮到最暗的進展。右手邊的亮星(9.3 等)是 2MASS 16235798+2826079。這張影像中只有少數幾顆恆星--透過它們的繞射尖峰來區分。其餘的物體是數以千計的微弱星系,有些在附近的宇宙中,但更多的在遙遠的宇宙中。(資料來源:NASA、CSA 和 FGS 團隊

因為這張影像不是以科學成果為目的而製作的,所以有幾個特點與將於 7 月 12 日發布的全解析度影像有很大不同。至少在短時間內正如 NASA 局長比爾·尼爾森在 6 月 29 日宣布的那樣,這是有史以​​來拍攝到的最深的宇宙圖像。

FGS 影像的顏色採用了與韋伯其他工程影像在整個除錯過程中所採用相同的偏紅顏色方案。此外,在這些曝光過程中沒有出現「抖動」。抖動是指望遠鏡在每次曝光之間稍稍重新定位。此外,明亮恆星的中心看起來是黑色的,因為它們使韋伯的探測器飽和,而望遠鏡的指向並沒有在曝光過程中改變,以從相機探測器的不同像素中捕獲中心。在影像的邊緣和角落也可以看到不同曝光的重疊幀。

雖然韋伯的四個科學儀器將最終揭示望遠鏡對宇宙的新看法,但精細制導感測器是一個將在韋伯任務期間每一次觀測中使用的儀器。FGS 已經在調整韋伯的光學系統方面發揮了至關重要的作用。現在,在六月進行的第一次真正的科學觀測中,以及一旦科學運作在七月中旬開始,它將引導每一次韋伯觀測到它的目標,並保持必要的精度,使韋伯產生關於恆星、系外行星、星系,甚至我們太陽系內移動目標的突破性發現。

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