Webbs mid-infrarød spektroskopi vil afsløre molekyler, grundstoffer

NASAs James Webb Space Telescope-team fortsætter med at arbejde sig gennem de 17 videnskabelige instrumenttilstande. I denne uge afkrydsede de tal (5) NIRCam grism-tidsserier og (4) billedtidsserier, begge brugt til at studere exoplaneter og andre tidsvariable kilder; (12) NIRISS blændemaskerende interferometritilstand, til direkte detektering af en svag genstand, der er meget tæt på en lys; (11) NIRISS bredfelt spaltefri spektroskopi til undersøgelse af fjerne galakser; og (9) NIRSpec lys-objekt tidsserier til undersøgelse af exoplaneter. Det er i alt syv tilstande, der er godkendt til dato, med 10 tilbage.

I denne uge præsenterer vi MIRI's medium-opløsning spektroskopi-tilstand og deler vores første spektroskopiske tekniske data. Vi bad to af MIRI idriftsættelsesteamets medlemmer – David Law fra Space Telescope Science Institute (STScI) og Alvaro Labiano fra Centro de Astrobiologίa (CAB) – om at forklare os denne tilstand:

"En af Webbs mest komplekse instrumenttilstande er med MIRI Medium Resolution Spectrometer (MRS). MRS er en integral-field spektrograf, som giver spektral og rumlig information samtidigt for hele synsfeltet. Spektrografen giver tredimensionelle 'data kuber, hvor hver pixel i et billede indeholder et unikt spektrum. Sådanne spektrografer er ekstremt kraftfulde værktøjer til at studere sammensætningen og kinematik af astronomiske objekter, da de kombinerer fordelene ved både traditionel billeddannelse og spektroskopi.

"MRS er designet til at have en spektral opløsningsevne (observeret bølgelængde divideret med den mindste detekterbare bølgelængdeforskel) på omkring 3.000. Det er højt nok til at opløse vigtige atomare og molekylære træk i en række forskellige miljøer. Ved de højeste rødforskydninger er MRS'en vil være i stand til at studere brintemission fra de første galakser. Ved lavere rødforskydninger vil den undersøge molekylære kulbrintetræk i støvede nærliggende galakser og detektere de lyse spektrale fingeraftryk af grundstoffer som oxygen, argon og neon, der kan fortælle os om egenskaberne ved ioniseret gas i det interstellare medium. Tættere på hjemmet vil MRS producere kort over spektrale træk på grund af vandis og simple organiske molekyler i gigantiske planeter i vores eget solsystem og i planetdannende skiver omkring andre stjerner.

"For at dække det brede bølgelængdeområde på 5 til 28 mikron så effektivt som muligt, er de integrerede MRS-feltenheder opdelt i tolv individuelle bølgelængdebånd, som hver skal kalibreres individuelt. I løbet af de sidste par uger har MIRI-teamet ( en stor international gruppe af astronomer fra USA og Europa) har primært fokuseret på at kalibrere de billeddannende komponenter i MRS. De ønsker at sikre, at alle tolv bånd er rumligt godt justeret med hinanden og med MIRI Imager, så det kan bruges til at placere mål nøjagtigt i det mindre MRS-synsfelt. Vi viser nogle tidlige testresultater fra denne justeringsproces, der illustrerer billedkvaliteten opnået i hvert af de tolv bånd ved hjælp af observationer af den klare K kæmpestjerne HD 37122 (placeret i sydlige himmel nær den store magellanske sky).

"Når den rumlige justering og billedkvaliteten af ​​de adskillige bånd er velkarakteriseret, vil MIRI-teamet prioritere at kalibrere instrumentets spektroskopiske respons. Dette trin vil omfatte bestemmelse af bølgelængdeløsningen og spektral opløsning gennem hvert af de tolv synsfelter ved hjælp af observationer af kompakte emissionslinjeobjekter og diffuse planetariske tåger udstødt af døende stjerner. Vi viser MRS' exceptionelle spektrale opløsningsevne med et lille segment af et spektrum opnået fra nyere tekniske observationer af den aktive galaktiske kerne i kernen af ​​Seyfert-galaksen NGC 6552 . Når først disse grundlæggende instrumentegenskaber er etableret, vil det være muligt at kalibrere MRS, så det er klar til at understøtte det væld af Cycle 1-videnskabelige programmer, der skal starte om et par korte uger." + Udforsk yderligere

NASAs James Webb-rumteleskop fortsætter justeringen af ​​flere instrumenter