طیف‌سنجی مادون قرمز میانی وب، عناصر مولکول‌ها را آشکار می‌کند!!

اینها اولین مکعبهای داده‌های مهندسی برای هر یک از دوازده باند طیفی MRS هستند که ثبت نجومی و کیفیت تصویر را برای رصدهای HD 37122 نشان می‌دهد. در هر پانل دایره نقطه‌چین شده منطقه‌ای با شعاع 1 ثانیه قوسی در اطراف مکان موردانتظار ستاره را نشان می‌دهد.اعتبار: ناسا، ESA، و کنسرسیوم MIRI

تیم تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا به کار خود با 17 حالت ابزار علمی ادامه می‌دهد. این هفته آنها اعداد (5) سری زمانی NIRCam و (4) سری زمانی تصویربرداری را بررسی کردند که هر دو برای مطالعه سیارات فراخورشیدی و سایر منابع متغیر زمان استفاده می‌شوند. (12) حالت تداخل‌سنجی پوشاندن دیافراگم NIRISS، برای تشخیص مستقیم یک جسم کم نور که بسیار نزدیک به یک جسم روشن است. (11) طیف‌سنجی بدون شکاف میدان وسیع NIRISS، برای مطالعه کهکشان‌های دور و (9) سری زمانی شی درخشان NIRSpec، برای مطالعه سیارات فراخورشیدی که در مجموع هفت حالت تایید شده تا به امروز است که 10 حالت هنوز باقی مانده است.

این هفته، حالت طیف‌سنجی با وضوح متوسط ​​MIRI را ارائه می‌کنیم و اولین داده‌های مهندسی طیف‌سنجی خود را به اشتراک می‌گذاریم. ما از دو نفر از اعضای تیم راه‌اندازی MIRI – دیوید لاو، از موسسه علوم تلسکوپ فضایی (STScI) و آلوارو لابیانو، از مرکز اختربیولوژی (CAB) – خواستیم که این حالت را برای ما توضیح دهند:

یکی از پیچیده‌ترین حالت‌های ابزار وب طیف‌سنج با وضوح متوسط ​​MIRI (MRS) است. MRS یک طیف‌نگار میدان انتگرال است که اطلاعات طیفی و مکانی را به طور همزمان برای کل میدان دید فراهم می‌کند. طیف‌نگار داده‌های سه بعدی را ارائه می‌کند. مکعب هایی که در آن هر پیکسل در یک تصویر دارای یک طیف منحصر به فرد است. این طیف نگارها ابزار بسیار قدرتمندی برای مطالعه ترکیب و سینماتیک اجرام نجومی هستند، زیرا آنها مزایای تصویربرداری سنتی و طیف‌سنجی را با هم ترکیب می‌کنند.

MRS طوری طراحی شده است که قدرت تفکیک طیفی (طول موج مشاهده شده تقسیم بر کوچکترین اختلاف طول موج قابل تشخیص) در حدود 3000 داشته باشد. این قدرت به اندازه کافی بالاست تا ویژگی‌های اتمی و مولکولی کلیدی را در محیط‌های مختلف شناسایی کند. در بالاترین انتقال‌های قرمز، MRS قادر به مطالعه انتشار هیدروژن از اولین کهکشان‌ها خواهد بود. در انتقال‌های قرمز پایین‌تر ویژگی‌های هیدروکربن مولکولی را در کهکشان‌های غبارآلود مجاور بررسی می‌کند و اثرانگشت طیفی درخشان عناصری مانند اکسیژن، آرگون و نئون گاز یونیزه شده در محیط بین ستاره‌ای را تشخیص می‌دهد که می‌تواند به ما درباره خواص این کهکشان‌ها بگوید. نزدیک به خانه، MRS نقشه‌هایی از ویژگی‌های طیفی ناشی از یخ آب و مولکول‌های آلی ساده در سیارات غول‌پیکر در منظومه شمسی خودمان و در دیسک‌های تشکیل‌دهنده سیاره در اطراف ستارگان دیگر تولید خواهد کرد.

این بخش از محدوده طول موج MIRI MRS داده‌های کالیبراسیون مهندسی به دست آمده از کهکشان سیفرت NGC 6552 (خط قرمز) در صورت فلکی اژدها را نشان می‌دهد. ویژگی انتشار قوی به دلیل هیدروژن مولکولی است، با یک ویژگی ضعیفتر دیگر در نزدیکی خط آبی طیف اسپیتزر IRS با وضوح طیفی پایین‌تری را برای مقایسه نشان می‌دهد. مشاهدات تست وب برای ایجاد کالیبراسیون طول موج طیف نگار به دست آمد. اعتبار: ناسا، ESA، و کنسرسیوم MIRI

“به منظور پوشش گسترده دامنه طول موج 5 تا 28 میکرون تا حد امکان کارآمد، واحدهای میدان انتگرال MRS به دوازده باند طول موج جداگانه تقسیم می‌شوند که هر کدام باید به صورت جداگانه کالیبره شوند. طی چند هفته گذشته، تیم MIRI ( یک گروه بزرگ بین‌المللی از ستاره‌شناسان از ایالات متحده و اروپا) عمدتاً بر کالیبره کردن اجزای تصویربرداری MRS تمرکز کرده‌اند. آنها می‌خواهند اطمینان حاصل کنند که همه دوازده باند از نظر فضایی به خوبی با یکدیگر و با تصویرگر MIRI همسو هستند، به طوری که می‌تواند برای قرار دادن دقیق اهداف در میدان دید کوچکتر MRS استفاده ‌شود. ما برخی از نتایج آزمایش اولیه را از این فرآیند هم‌ترازی که کیفیت تصویر به دست آمده در هر یک از دوازده باند را با استفاده از مشاهدات ستاره غول پیکر درخشان K HD 37122 (واقع در آسمان جنوبی در نزدیکی ابر ماژلانی بزرگ) را نشان می‌دهیم.

هنگامی که هم‌ترازی فضایی و کیفیت تصویر چندین باند به خوبی مشخص شد، تیم MIRI کالیبره کردن پاسخ طیف‌سنجی ابزار را در اولویت قرار می‌دهد. این مرحله شامل تعیین راه‌حل طول موج و وضوح طیفی در هر یک از دوازده میدان دید با استفاده از مشاهدات خواهد بود. از اجرام فشرده خط انتشار و سحابی‌های سیاره‌ای پراکنده که توسط ستاره‌های در حال مرگ به بیرون پرتاب می‌شوند. ما قدرت تفکیک طیفی استثنایی MRS را با بخش کوچکی از یک طیف به‌دست‌آمده از مشاهدات مهندسی اخیر هسته کهکشانی فعال در هسته کهکشان سیفرت NGC 6552 نشان می‌دهیم. هنگامی که این ویژگی‌های اصلی ابزار مشخص شد، امکان کالیبره کردن MRS وجود خواهد داشت تا آماده پشتیبانی از برنامه‌های علمی سیکل 1 باشد که قرار است در چند هفته کوتاه شروع شود.”

ترجمه: سارا سیدحاتمی

Webb’s mid-infrared spectroscopy will reveal molecules, elements

by Thaddeus Cesari, NASA JUNE 17, 2022

https://phys.org/news/2022-06-webb-mid-infrared-spectroscopy-reveal-molecules.html