¿Cómo trabaja la cámara en James Webb en un telescopio espacial y ve hasta ahora? - Kieran G., 12 años, Minnesota
Imagine la cámara tan poderosa que puede ver la luz de las galaxias que se formaron hace más de 13 mil millones de años. Es lo que se construye es el telescopio espacial James Webb de la NASA.
Desde que se lanzó en diciembre de 2021. Años, Webb está en órbita a más de un millón de millas de distancia del suelo, atrapando fotos de espacio profundo de gas. Pero, ¿cómo lo hace realmente? ¿Y cómo puede ver eso hasta ahora? El secreto radica en sus poderosas cámaras, especialmente aquellas que no ven la luz como lo hacen nuestros ojos.
Soy astrofísico que estudia galaxias y agujeros negros supermasivos, y Webb Telescope es una herramienta increíble para observar algunas de las primeras galaxias y agujeros negros del universo.
Cuando la imagen Webb de una galaxia lejana, los astrónomos como yo realmente ven cómo se veía esta galaxia miles de millones de años. La luz de esa galaxia viaja a través del universo durante miles de millones de años, es necesario recuperar los telescopios. Es como tener una máquina del tiempo que ocupa imágenes del universo temprano.
Usando un espejo gigante para recolectar luz antigua, Webb descubrió nuevos secretos sobre el universo.
Un telescopio que ve calor
A diferencia de las cámaras ordinarias o incluso un Hubble del telescopio espacial, que pinta luz visible, Webb está diseñado para ver una luz invisible para sus ojos: luz infrarroja. La luz infrarroja tiene longitudes de onda más largas que la luz visible, que nuestros ojos no pueden descubrir. Pero con los instrumentos correctos, Webb puede grabar luz infrarroja para estudiar algunos de los artículos más tempranos y más salvajes del universo.
Las cámaras infrarrojas, como las pesadillas para visiones nocturnas, le permiten "ver" ondas infrarrojas que emiten objetos calientes como personas y animales. Las temperaturas para las imágenes están en los grados de Fahrenheit. NASA / JPL-CALTECH
Aunque el ojo humano no puede ver, las personas pueden detectar la luz infrarroja como una forma de calor, utilizando tecnología especializada, como cámaras infrarrojas o sensores de calor. Por ejemplo, las visitas nocturnas para la visión usan luz infrarroja para detectar objetos calientes en la oscuridad. Webb utiliza la misma idea para estudiar estrellas, galaxias y planetas.
¿Por qué infrarrojo? Cuando la luz visible de la galaxia distante viaja a través del universo, se extiende. Esto se debe a que el universo se está expandiendo. Para estirar la luz visible en luz infrarroja. Entonces, las galaxias más remotas del espacio ya no son luz visible brillante: brillan de una manera infrarroja increíble. Es una luz ligera que Webb está hecho para detectar.
Las luces visibles del arco iris que puedes ver es solo una pequeña porción de todo tipo de luz. Algunos telescopios pueden detectar luz a lo largo de una larga longitud de onda, como luz infrarroja o luz con ondas más cortas, como la luz ultravioleta. Otros pueden descubrir radiografías o ondas de radio. Inductivo, NASA / Vikimedia Commons, CC Bi, con un espejo dorado para reunir el brillo más importante
Antes de que la luz llegue a la cámara, primero debe recolectar un enorme telescopio Webb Golden Mirror. Este espejo tiene más de 21 metros (6.5 metros) de ancho y está hecho de 18 espejos más pequeños que encajan como un panal. Está recubierto en una capa delgada de oro real, no solo para verse imaginativo, sino porque el oro refleja la luz infrarroja extremadamente buena.
El espejo reúne una luz del espacio profundo y la refleja en instrumentos telescópicos. Cuanto más grande sea el espejo, más luz se puede recolectar, aún se puede ver. Webb's Mirror es el más grande que se encuentre con el espacio.
El espejo base de 21 pies de 21 pies, hecho de 18 espejos de seis casas, está recubierto de cubierta de oro. NASA dentro de la cámara: Nircam y Miri
Los "ojos" más importantes del telescopio son dos instrumentos científicos que actúan como cámaras: Nircam y Miri.
Nircam indica la cámara cerca del enlace infrarrojo. Es una cámara principal en Webb y toma imágenes impresionantes de galaxias y estrellas. También tiene un coronagraph, un dispositivo que bloquea la luz de la estrella, por lo que puede fotografiar elementos muy débiles cerca de fuentes de luz, como planetas en estrellas orientadamente brillantes.
Nircam trabaja disparando luz sobre la luz infrarroja, el tipo más cercano a lo que los ojos humanos casi pueden ver y compartirla en diferentes longitudes de onda. Esto ayuda a los científicos a aprender que no solo se ve algo, sino de qué está hecho. Diferentes materiales en el espacio absorben y emiten luz infrarroja en longitudes de onda específicas, creando un tipo de huella digital química única. El estudio de estas huellas digitales los científicos pueden revelar las propiedades de las estrellas y galaxias remotas.
Miri, o un instrumento infrarrojo medio, revela longitudes de onda infrarrojas más largas, que son especialmente útiles para manchas de instalaciones más frías y polvorientas, como las estrellas que continúan formando dentro de la nube de gas. Miri incluso puede ayudar a encontrar rastros sobre los tipos de moléculas en la atmósfera de los planetas que podrían respaldar la vida.
Ambas cámaras son mucho más sensibles que las cámaras estándar utilizadas en la Tierra. Nircam y Miri pueden revelar las cantidades más pequeñas de calor de miles de millones de años de luz. Si ha tenido el Nircam de Webb como ojos, podría ver el calor del abejorro en la luna. Ese es el sensible.
Primera imagen de campo Webb: Miri, la imagen está a la izquierda y la imagen de Nircam está a la derecha. NASA
Dado que el Webb intenta detectar un calor bajo de los objetos distantes, es necesario mantenerse lo más frío posible. Es por eso que usa un sol gigante en el tamaño de una cancha de tenis. Esta quinta capa de sol bloquea el calor del sol, la tierra e incluso meses, ayudando a Webb a seguir increíblemente fría: aproximadamente -370 grados F (-223 grados C).
Miri debe ser aún más frío. Tiene su propio refrigerador especial, llamó a Kriooler, enfriarlo a casi -447 grados F (-266 grados C). Si el Webb estuviera un poco caliente, su calor se ahogaría en señales distantes tratando de detectar.
Convertir la luz espacial a las imágenes
Una vez que la luz llega a la cámara con Webb Telecope, adivina sensores llamados detectores. Estos detectores no toman fotos regulares como una cámara de teléfono. En cambio, convierten la luz infrarroja entrante en datos digitales. Estos datos luego regresan al país, donde los científicos han procesado en imágenes en color.
Los colores que vemos en Webb Pictures no son lo que la cámara "ve" directamente. Dado que la luz infrarroja es invisible, a los científicos se les asigna colores a diferentes longitudes de ondas para ayudarnos a comprender lo que está en la imagen. Estas imágenes procesadas ayudan a mostrar la estructura, la edad y la composición de las galaxias, las estrellas y más.
Usando un espejo gigante para recolectar luz infrarroja invisible y enviarla a cámaras súper frías, Webb nos permite ver las galaxias que se formaron justo después de que comenzara el universo.
Y dado que la curiosidad no tiene borde de edad: adultos, háganos saber y lo que se pregunta. No podremos responder a todas las preguntas, pero haremos todo lo posible.
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