NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, şimdiye kadar uzaya gönderilmiş en güçlü kızılötesi bilim gözlemevi olan Hubble Uzay Teleskobu’nun halefidir. Webb, Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzaktaki yörüngesinden evrendeki en uzak nesnelerden bazılarını inceleyecek. Kredi bilgileri: NASA
Webb Uzay Teleskobu ekibi, 17 bilim aracı modunu devreye almaya devam ediyor. Kısa süre önce Université de Montréal’den Nathalie Ouellette’den Kanada’nın Webb üzerindeki bilimsel aracı olan Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrografın (NIRISS) modları hakkında daha fazla ayrıntı vermesini istediler.
“NIRISS, yakın kızılötesi ışıkta, 5.0 mikrona kadar dalga boylarında farklı türdeki gök cisimlerinden hem görüntüleri hem de spektrumları yakalayabilecektir. NIRISS ekibi, farklı hedefler ve bilimsel amaçlar için çok uygun olan farklı türde verileri toplamak için dört araç modu geliştirmiştir.
SOSS moduyla, NIRISS cihazı, geçiş spektroskopisi adı verilen bir teknik kullanarak yıldızlarının önünden geçen ötegezegenlerin atmosferlerini inceleyebilecek. NIRISS tarafından gözlemlenen spektrum, belirli atomların ve moleküllerin varlığını gösteren yabancı bir barkod gibi davranacaktır. Yukarıdaki çizim, görünür ışık spektrumunda sodyum (Na) ve potasyum (K) nedeniyle soğurma özelliklerinin nasıl görülebileceğini göstermektedir; Webb’in kızılötesi ışık gözlemleri, su buharı, karbondioksit ve metan gibi diğer özelliklere duyarlı olacaktır. Kredi: Avrupa Güney Gözlemevi
Tek Nesne Yarıksız Spektroskopisi (SOSS)
“NIRISS üzerindeki SOSS modu, Webb teleskobunun bir seferde tek bir parlak nesneden yüksek hassasiyetli spektrumlar elde etmesine olanak tanır. Bu mod, tipik olarak saatlerce süren bir gözlemin uzunluğu boyunca değişen bir fenomeni incelemek için ideal olan zaman serisi gözlemlerini gerçekleştirmek için optimize edilmiştir. ötegezegen ev sahibi yıldızının önünden geçiyor.
“Transit spektroskopisi adı verilen bir teknik kullanarak, NIRISS cihazı, gökbilimcilerin bileşimini, sıcaklığını, potansiyel yaşanabilirlik işaretlerini ve diğer önemli özelliklerini belirlemesine olanak tanıyan farklı işaretler içeren bir ötegezegenin atmosferinin bir spektrumunu toplayabilir.
Bu simüle edilmiş görüntüler, MACS J0416.1-2403 gökada kümesini, WFSS modunda NIRISS ile gözlemlendiğinde göründüğü şekliyle göstermektedir. Sol: Bu, kümenin yalnızca F115W filtresini kullanan (dağılım yok) doğrudan görüntüsünün simülasyonudur. Galaksiler, baştan sona noktalar veya lekeler olarak görülüyor. Kredi: Chris Willott/Ulusal Araştırma Konseyi Kanada, Herzberg Astronomi ve Astrofizik Araştırma Merkezi
F115W filtresi ve GR150C grismi ile görülen kümenin dağınık görüntüsü. Bireysel spektrumlar, karşılık gelen gökada yatay olarak bulaşmış olarak görünür. Kredi: Chris Willott/Ulusal Araştırma Konseyi Kanada, Herzberg Astronomi ve Astrofizik Araştırma Merkezi
F115W filtresi ve GR150R grismi (ortadaki görüntüde kullanılan GR150C grismine dik) ile görüldüğü gibi kümenin dağınık görüntüsü. Tekil tayflar, karşılık gelen gökadanın dikey olarak bulaşmasıyla görünür. Bir galaksi ve ona karşılık gelen tayf, görüntülerde mavi renkle daire içine alınmıştır. Kredi: Chris Willott/Ulusal Araştırma Konseyi Kanada, Herzberg Astronomi ve Astrofizik Araştırma Merkezi
Geniş Alan Yarıksız Spektroskopisi (WFSS)
“NIRISS üzerindeki WFSS modu, Webb’in spektrum elde etmesine izin verir, ancak galaksiler gibi binlerce nesne için aynı anda dedektörün tüm görüş alanı boyunca (4.84 arkmin)2). Binlerce galaksinin spektrumu, galaksilerin evrenin ömrü boyunca nasıl geliştiğini izlemek için mesafelerinin, yaşlarının ve diğer fiziksel parametrelerinin ölçülmesini sağlayacaktır. Şekilde gösterilen simüle edilmiş örnekte, gökada kümesi, arka plandaki soluk gökadaların görüntülerini büyüten ve uzatan kozmik bir mercek gibi davranır, böylece daha ayrıntılı olarak incelenebilirler.
“NIRISS, WFSS modunu kullanarak bir seferde çok fazla spektrum toplayabildiğinden, kaynakları çok yakınsa bireysel spektrumlar örtüşebilir. Dolayısıyla, sırasıyla yatay ve dikey olarak tayf üretebilen ve farklı galaksilerden gelen harmanlanmış tayfların çözülmesine yardımcı olan iki ortogonal grism, GR150C ve GR150R vardır.
AMI modunda Kanada NIRISS cihazında kullanılan bir maske prototipi, Webb birincil ayna bölümlerine ve ikincil ayna desteklerine göre maskedeki yedi altıgen deliğin düzenini gösterir. Kredi: Anand Sivaramakrishnan/Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü
Diyafram Maskeleme İnterferometrisi (AMI)
“NIRISS’teki AMI modu, Webb’in interferometri adı verilen özel bir teknik kullanarak gökyüzünde birbirine çok yakın nesneleri incelemesine izin veriyor. Enstrümanın içindeki bir maske, birincil aynanın yalnızca belirli bölümlerinden gelen ışığın geçmesine izin verir. Gökbilimciler, dikkatle seçilmiş ışık demetleri birbirine müdahale ederken oluşturulan desenlere bakarak teleskopun çözünürlüğünü yaklaşık 2,5 kat artırabilir. Bu, aksi takdirde bir yıldızın yörüngesindeki bir ötegezegen gibi tek bir bulanık nokta gibi görünecek birbirine yakın iki nesnenin bir Webb görüntüsünde iki farklı ışık noktası olarak görünmesine olanak tanır. Maske ışığın büyük bir bölümünü engeller, bu nedenle gözlemlenen nesnelerin onları algılamak için parlak olması gerekir. AMI modu, ötegezegenleri, kahverengi cüceleri ve gezegen öncesi diskleri gözlemlemek için kullanılacak. Uzayda ilk kez böyle bir maske kullanılıyor.
NIRISS Görüntüleme
“Webb’in bilimsel başarısı için yakın kızılötesi görüntülemenin önemi nedeniyle, NIRISS, NIRCam görüntülemeye yedek olarak işlev gören bir görüntüleme yeteneği içerir. Bu yetenek paralel olarak kullanılabilir, NIRCam ve NIRISS aynı anda iki yakın görüş alanının görüntülerini alarak genişletilmiş bir kaynağın daha geniş bir alanını görüntüleyebilir.”
— Nathalie Ouellette, Webb sosyal yardım bilimcisi, Université de Montréal
Webb kıdemli proje bilimcisi yardımcısı Jonathan Gardner tarafından yazıldı. NASAGoddard Uzay Uçuş Merkezi.