Puedes ver dónde el Telescopio Webb recibió un impacto directo de un pequeño meteorito en uno de sus espejos.

Comparación de alineación de espejos de Webb, tomada del informe “Caracterización del rendimiento científico de JWST en la puesta en servicio” (12 de julio de 2022). Crédito: NASA/ESA/CSA

El mundo todavía se está recuperando del lanzamiento de las primeras imágenes del Telescopio Espacial James Webb (JWST). Esto proporcionó una visión general completa del tipo de operaciones científicas que Webb llevaría a cabo durante su misión de 20 años. Incluyó la mirada más sensible y detallada a algunos de los objetos astronómicos más icónicos, espectros de la atmósfera de un exoplaneta y una mirada de campo profundo a algunas de las galaxias más distantes del universo. Desde su lanzamiento, también hemos podido vislumbrar objetos en el sistema solar capturados por los instrumentos infrarrojos de Webb.

Mientras tanto, JWST Collaboration ha publicado un informe completo, “Caracterización del rendimiento científico de JWST desde la puesta en marcha”, que examina todo lo que Webb ha logrado hasta ahora y lo que esperan durante la misión. Este documento apareció recientemente en línea y cubre todo, desde la navegación de un telescopio y señala el rendimiento de muchos de sus instrumentos. Un dato interesante, que no se ha dado a conocer antes, es cómo Webb sufrió una serie de impactos de micrometeoritos, uno de los cuales provocó un “cambio irreversible” en un único segmento del espejo.

El equipo detrás de este estudio incluyó investigadores de las tres agencias espaciales participantes: la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), y de las muchas agencias asociadas de la misión. Estas instituciones incluyen el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), el Instituto Niels Bohr, el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), el Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido (UK ATC), el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC) y el National Instituto de Tecnologia. de Técnica Aeroespacial (INTA), el Centro de Astrobiología (CAB) y muchas aerolíneas, universidades, institutos de investigación y agencias de todo el mundo.

El documento que compilaron evalúa el rendimiento del JWST durante el período de puesta en servicio de seis meses antes de entrar en servicio el 12 de julio de 2022. Consiste en una descripción del rendimiento en órbita del observatorio, el diseño y la ingeniería del JWST y el rendimiento esperado antes del lanzamiento. . Luego se comparó con el desempeño de naves espaciales, telescopios, instrumentos científicos y el sistema terrestre. La sección 4 del informe, Rendimiento visual, analiza cómo funcionaron varias herramientas de Webb durante el período de puesta en marcha.

Puedes ver dónde el Telescopio Webb recibió un impacto directo de un pequeño meteorito en uno de sus espejos.

Pieza primaria del espejo del Telescopio Espacial James Webb, fabricada en berilio. Crédito: NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Dado

El espejo primario de JWST consta de dieciocho segmentos hexagonales dispuestos en una configuración de panal. Cada parte está hecha de berilio chapado en oro y todas están alineadas para garantizar la mayor precisión y sensibilidad posibles. El rendimiento general se mide en términos de error de frente de onda (WFE), que indica cómo la luz captada por los espejos del telescopio se desvía de la longitud de onda de luz esperada. La extensión total se determina calculando la desviación de la luz recolectada del error cuadrático medio (RMS), el promedio esférico de todo el frente de onda.

Esto se expresa matemáticamente usando unidades de una longitud de onda particular, medida en nanómetros (nanómetros) cuando se trata de longitudes de onda infrarrojas. La Sección 4.7 aborda los efectos de los micrometeoritos y su posible impacto en el rendimiento óptico a largo plazo de Webb. La evaluación comienza recordando a los lectores que cualquier nave espacial inevitablemente encontrará micrometeoritos y luego enumera la cantidad de impactos esperados durante su recorrido:

“Durante el lanzamiento, la detección del frente de onda registró seis distorsiones superficiales localizadas en el espejo primario atribuidas al impacto de micrometeoritos. Estas distorsiones ocurrieron a un ritmo (aproximadamente uno por mes) consistente con las predicciones previas al lanzamiento. Cada micrometeorito causó un deterioro en el primer plano. onda de micrometeoritos. La pieza del espejo afectada, medida durante la detección normal del frente de onda. Parte de la degradación del frente de onda resultante puede corregirse mediante un control uniforme del frente de onda; y algunos tienen términos de alta frecuencia espacial incorregibles”.

También señalan que estos impactos de micrometeoritos hasta ahora se han detectado mediante la detección del frente de onda. Cinco de los seis efectos detectados tuvieron efectos insignificantes, contribuyendo a un total general de menos de 1 nm al error de frente de onda general. Sin embargo, el efecto residual, que ocurrió entre el 22 y el 24 de mayo, provocó un “cambio irreversible significativo” en la forma general del segmento C3. Este clip está en el lado inferior derecho del espejo principal de Webb (visto desde el frente), y el efecto se ilustra en el informe (ver imagen arriba).

Afortunadamente, el efecto general fue pequeño, ya que solo se vio afectada una pequeña porción del área del telescopio. Los equipos de la misión también realizaron dos pasos de realineación para corregir el efecto, elevando la alineación del telescopio a un RMS mínimo de 59 nm, que es aproximadamente de 5 a 10 nm por encima de los mejores valores RMS de error de frente de onda anteriores. Los autores del informe también continúan señalando que las “derivaciones y los niveles de estabilidad” del telescopio generalmente dan como resultado una “contribución del telescopio” de 60 (mínimo) a 80 nm RMS, en cuyo punto generalmente se implementa el control del frente de onda.

También explican que no se sabe en este momento si el impacto de mayo de 2022 en el segmento C3 es raro o algo que se espera que ocurra con más frecuencia durante la misión JWST. Dicen que esto es esencial si los equipos de la misión JWST esperan determinar si el telescopio será más vulnerable al daño de los micrometeoritos de lo que predijeron los modelos previos al lanzamiento:

“El equipo del proyecto está realizando investigaciones adicionales sobre conjuntos de micrometeoritos, cómo los impactos afectan a los espejos de berilio y las compensaciones de eficacia y eficiencia para posibles mitigaciones, como restricciones de orientación que reducirían el tiempo dedicado a mirar en la dirección del movimiento orbital, que tienen meteoritos estadísticamente más altos. tarifas y energías.”

En resumen, el impacto en el segmento C3 generó preocupación entre los observadores de la misión. Pero el lado positivo era que no era algo que no pudieran manejar y no se esperaba que afectara las operaciones científicas a largo plazo de Webb. Como resume el informe:

“El resultado principal de seis meses después de la puesta en marcha es: JWST es completamente capaz de hacer los descubrimientos para los que fue hecho. JWST está previsto “para permitir avances fundamentales en nuestra comprensión de la formación y evolución de galaxias, estrellas y sistemas planetarios”. “… Ahora sabemos con certeza que lo será”. El telescopio y el grupo de instrumentos han demostrado la sensibilidad, la estabilidad, la calidad de imagen y el rango espectral necesarios para transformar nuestra comprensión del universo a través de observaciones que se extienden desde los asteroides cercanos a la Tierra hasta los más lejanos. galaxias lejanas.”

Además, los autores del informe concluyeron que JWST se desempeñó mejor de lo esperado, en casi todos los ámbitos. En cuanto a la alineación óptica de sus espejos, la función de dispersión de puntos, la estabilidad temporal de las imágenes y el sistema de guía preciso que guía al observatorio, Webb ha superado las expectativas. También indican que los espejos están más limpios y que los instrumentos científicos generalmente generaron un rendimiento general del sistema más alto que los pronósticos previos al lanzamiento. Todo esto se suma a algunas valoraciones optimistas:

“Conjuntamente, estos factores se traducen en una sensibilidad significativamente mejor para la mayoría de los modos de hardware de lo que se asumió en la calculadora de tiempo de exposición para la planificación del monitoreo del primer ciclo, en muchos casos en decenas de por ciento. En la mayoría de los casos, JWST se profundizará más rápido de lo esperado. Además, JWST tiene suficiente propulsor a bordo para durar al menos 20 años”.

La Colaboración JWST informó que se proporcionarán más detalles en una serie de documentos planificados. Estos aparecerán en una edición especial de la publicación de la Sociedad Astronómica del Pacífico (PASP) dedicada a JWST.


Telescopio James Webb golpeado por micrometeoritos: NASA


más información:
Jane Rigby et al, JWST caracterización del rendimiento científico desde la puesta en marcha. arXiv: 2207.05632v1 [astro-ph.IM]arxiv.org/abs/2207.05632

Presentado por Universe Today

La frase: Se puede ver dónde el Telescopio Webb recibió el impacto directo de un pequeño meteorito en uno de sus espejos (21 de julio de 2022) Recuperado el 21 de julio de 2022 de https://phys.org/news/2022-07-webb- telescopio-micrometeorito-espejos .html

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