science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Webbs ijzig instrument onthult complexe structuren

Hubble-afbeelding. Credit:ESA/Webb, NASA &CSA, J. Lee en de PHANGS-JWST- en PHANGS-HST-teams

Deze spectaculaire beelden tonen het spiraalstelsel IC 5332, gemaakt door de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop (boven) en de NASA/ESA/CSA James Webb-ruimtetelescoop (onder). De afbeeldingen tonen de krachtige mogelijkheden die beide toonaangevende ruimtetelescopen bieden, vooral wanneer ze hun gegevens combineren.

Het Webb-beeld toont het spiraalstelsel in ongekend detail dankzij waarnemingen van zijn Mid-InfraRed Instrument (MIRI). IC 5332 bevindt zich meer dan 29 miljoen lichtjaar van de aarde en heeft een diameter van ongeveer 66.000 lichtjaar, waarmee hij iets groter is dan de Melkweg. Het valt op dat het bijna perfect recht tegenover de aarde staat, waardoor we de symmetrische zwaai van zijn spiraalarmen kunnen bewonderen.

Webb-afbeelding. Credit:ESA/Webb, NASA &CSA, J. Lee en de PHANGS-JWST- en PHANGS-HST-teams

MIRI is het enige Webb-instrument dat gevoelig is voor het midden-infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum (met name in het golflengtebereik van 5 µm–28 µm); De andere instrumenten van Webb werken allemaal in het nabij-infrarood. Bijgedragen onder leiding van zowel ESA als NASA, is MIRI het eerste instrument dat midden-infraroodbeelden levert die scherp genoeg zijn om gemakkelijk te worden aangepast aan Hubble's zicht op kortere golflengten.

Een van de meest opmerkelijke eigenschappen van MIRI is dat het 33 °C lager is dan de rest van het observatorium bij een vriestemperatuur van –266 °C. Dat betekent dat MIRI werkt in een omgeving die slechts 7 °C warmer is dan het absolute nulpunt, de laagst mogelijke temperatuur volgens de wetten van de thermodynamica. MIRI heeft deze ijskoude omgeving nodig om zijn zeer gespecialiseerde detectoren correct te laten functioneren, en het heeft een speciaal actief koelsysteem om ervoor te zorgen dat de detectoren op de juiste temperatuur worden gehouden.

Het is vermeldenswaard hoe uitdagend het is om waarnemingen te verkrijgen in het midden-infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum. Het midden-infrarood is ongelooflijk moeilijk waar te nemen vanaf de aarde, omdat veel ervan wordt geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde, en de hitte van de atmosfeer van de aarde maakt de zaken nog ingewikkelder. Hubble kon het midden-infrarode gebied niet observeren omdat de spiegels niet koel genoeg waren, wat betekent dat infraroodstraling van de spiegels zelf elke poging tot waarneming zou hebben gedomineerd. De extra inspanning die is geleverd om ervoor te zorgen dat de detectoren van MIRI de vriesomgeving hadden die nodig is om goed te werken, is duidelijk te zien in deze verbluffende afbeelding.

Dit extravagant gedetailleerde midden-infraroodbeeld wordt hier afgewisseld met een prachtig ultraviolet en zichtbaar lichtbeeld van hetzelfde sterrenstelsel, gemaakt met behulp van gegevens die zijn verzameld door Hubble's Wide Field Camera 3 (WFC3). Sommige verschillen vallen meteen op. De Hubble-afbeelding toont donkere gebieden die de spiraalarmen lijken te scheiden, terwijl de Webb-afbeelding meer een continue wirwar van structuren laat zien die de vorm van de spiraalarmen weerspiegelen. Dit verschil is te wijten aan de aanwezigheid van stoffige gebieden in de melkweg. Ultraviolet en zichtbaar licht zijn veel vatbaarder voor verstrooiing door interstellair stof dan infrarood licht. Daarom kunnen stoffige gebieden in de Hubble-afbeelding gemakkelijk worden geïdentificeerd als de donkere gebieden waar veel van het ultraviolette en zichtbare licht van de melkweg niet doorheen heeft kunnen reizen. Diezelfde stoffige gebieden zijn echter niet langer donker in het Webb-beeld, omdat het midden-infrarode licht van de melkweg er doorheen heeft kunnen gaan. In de twee afbeeldingen zijn verschillende sterren zichtbaar, wat kan worden verklaard doordat bepaalde sterren helderder schijnen in respectievelijk het ultraviolette, zichtbare en infrarode regime. De beelden vullen elkaar op een opmerkelijke manier aan en vertellen ons elk meer over de structuur en samenstelling van IC 5332. + Verder verkennen

Nieuwe afbeelding van Webb toont sterrenstelsel NGC 1365, waarvan bekend is dat het een actief voedend superzwaar zwart gat heeft