Показано тестовое изображение, сделанное с помощью датчика точного наведения Джеймса Уэбба

Осталось всего пять дней до того, как 12 июля будут опубликованы первые полноцветные изображения с космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST), но как обсерватория находит и фиксирует свои цели? Датчик точного наведения (FGS) был разработан именно с учетом этого вопроса. Недавно FGS зафиксировал вид звезд и галактик, который дает некоторое представление на то, что покажут научные инструменты JWST в ближайшие недели, месяцы и годы.

Несмотря на то, что основной целью FGS является обеспечение точных научных измерений и изображений с точным наведением, он всегда был способен захватывать изображения.

Когда это происходит, изображения обычно не сохраняются: учитывая ограниченную пропускную способность связи между L2 и Землей (расстояние в 1,5 миллиона километров), Уэбб отправляет данные только с двух научных инструментов одновременно.

Однако во время недельного теста в мае команде пришла в голову мысль, что имеется доступная пропускная способность для передачи данных, поэтому они могут сохранить захваченные изображения.

Полученное в результате инженерное тестовое изображение (показанное в верхней части этой статьи) имеет некоторые шероховатости. Оно не было оптимизировано для научного наблюдения; скорее, данные были взяты для проверки того, насколько хорошо телескоп может удерживать цель, но они намекают на мощность телескопа.

Яркие звезды на изображении выделяются своими шестью длинными резко очерченными дифракционными шипами — эффект из-за шестигранных зеркальных сегментов Уэбба. За пределами звезд галактики заполняют почти весь фон.

По словам ученых, результат — использование 72 экспозиций в течение 32 часов — является одним из самых глубоких изображений Вселенной, когда-либо сделанных.

Когда апертура FGS открыта, он не использует цветовые фильтры, как другие научные инструменты, а это означает, что невозможно изучить возраст галактик на этом изображении с точностью, необходимой для научного анализа. Но даже при съемке незапланированных снимков во время теста FGS способна создавать потрясающие виды космоса.

Поскольку это изображение не было создано с учетом научных результатов, есть несколько функций, которые сильно отличаются от изображений с полным разрешением, которые будут выпущены 12 июля. Эти изображения будут включать в себя то, что будет — по крайней мере, на короткое время, — самым глубоким изображением Вселенной, когда-либо полученным, как объявил 29 июня администратор НАСА Билл Нельсон.

Инженерное изображение представляет в общей сложности 32 часа времени экспозиции в нескольких перекрывающихся точках. Наблюдения не были оптимизированы для обнаружения слабых объектов, но, тем не менее, изображение фиксирует очень слабые объекты и на данный момент является самым глубоким изображением инфракрасного неба. Нефильтрованная длина волны направляющей, от 0,6 до 5 микрометров, помогает обеспечить такую ​​исключительную чувствительность. Изображение является монохроматическим и отображается в ложном цвете с бело-желто-оранжево-красным цветом, представляющим последовательность от самого яркого к самому тусклому. Яркая звезда (с величиной 9,3) на правом краю 2MASS 16235798+2826079. На этом изображении всего несколько звезд, отличающихся своими дифракционными всплесками. Остальные объекты — это тысячи тусклых галактик, некоторые из которых находятся в ближней Вселенной, но гораздо больше — в далекой. 

Изображение FGS окрашено с использованием той же красноватой цветовой схемы, которая применялась к другим инженерным изображениям JWST во время ввода в эксплуатацию.

Кроме того, во время этих экспозиций не было «дизеринга». Дизеринг — это когда положение телескопа слегка меняется между каждой экспозицией. Кроме того, центры ярких звезд кажутся черными, потому что они заполняют детекторы Уэбба, а наведение телескопа не менялось во время экспозиций, чтобы захватить центр из разных пикселей в детекторах камеры. Перекрывающиеся кадры с разной экспозицией также можно увидеть по краям и углам изображения.

Самые тусклые пятна на этом изображении — это именно те типы слабых галактик, которые Уэбб будет изучать в первый год своей научной деятельности.

В то время как четыре научных инструмента Уэбба в конечном итоге откроют новый взгляд на вселенную, датчик точного наведения — это единственный инструмент, который будет использоваться в каждом отдельном наблюдении в течение всей миссии.

FGS уже сыграл решающую роль в настройке оптики JWST. Теперь, во время первых реальных научных наблюдений, сделанных в июне, и когда научные операции начнутся в середине июля, он будет направлять каждое наблюдение Уэбба к своей цели и поддерживать точность, необходимую Уэббу для совершения прорывных открытий о звездах, экзопланетах, галактиках и даже движущихся целях в нашей Солнечной системе.