31/03/2022

Hubble detecta l'estrella més llunyana mai vista

La llum del posseïdor del rècord anterior va trigar 9.000 milions d'anys a arribar a la Terra. És una enorme estrella blava anomenada "Ícar".

L'estel descobert, Earendel, no ha de confondre's amb l'estrella més antiga coneguda, anomenada “Matusalem”, descoberta pel Hubble el 2013.

Hubble també té el rècord de distància còsmica per a una galàxia. La llum va trigar 13.400 milions d'anys a arribar a la Terra.

Clic per engrandir. Crèdit: Hubble, NASA

El telescopi espacial Hubble de la NASA ha establert un nou punt de referència extraordinari: detectar la llum d'una estrella que va existir els primers mil milions d'anys després del naixement de l'univers al Big Bang, fet que la converteix en l'estrella individual més llunyana mai vista fins ara. 

La troballa és un gran salt més enrere en el temps que no pas amb el rècord anterior d'una sola estrella; aquesta va ser detectada per Hubble el 2018. Aquesta estrella existia quan l'univers tenia uns 4.000 milions d'anys, o el 30 per cent de la seva edat actual, en un moment a què els astrònoms es refereixen com un “desplaçament al vermell de 1.5”. Els científics usen el terme "desplaçament cap al vermell" perquè a mesura que l'univers s'expandeix, la llum dels objectes distants s'estira o "es desplaça" a longituds d'ona més llargues i vermelles a mesura que viatja cap a nosaltres.

L'estrella acabada de detectar està tan lluny que la seva llum ha trigat 12.900 milions d'anys a arribar a la Terra, i se'ns apareix com quan l'univers només tenia el 7 per cent de la seva edat actual, amb un desplaçament al vermell de 6.2. Els objectes més petits vistos anteriorment a una distància tan gran són cúmuls d'estrelles dins de galàxies primitives.

Al principi gairebé no ho crèiem: estava molt més lluny que l'anterior estrella de més desplaçament al vermell més distant”, va dir l'astrònom Brian Welch de la Universitat Johns Hopkins a Baltimore, autor principal de l'article que descriu el descobriment, publicat el 30 de març a la revista Nature. El descobriment es va fer a partir de les dades recopilades durant el programa Estudi de la reionització amb lents gravitacionals en cúmuls (RELICS, per les sigles en anglès) del Hubble, dirigit pel coautor Dan Coe a l'Institut de Ciència del Telescopi Espacial, també a Baltimore. 

"Normalment, a aquestes distàncies, les galàxies senceres es veuen com a taques petites, on es barreja la llum de milions d'estrelles", va dir Welch. “La galàxia que acull aquesta estrella ha estat ampliada i distorsionada per lents gravitacionals en una llarga mitja lluna que anomenem l'Arc de l'Alba” (Sunrise Arc).

Després d'estudiar la galàxia en detall, Welch va determinar que un dels elements és una estrella extremadament magnificada que va anomenar Earendel, que significa “estrella del matí” en anglès antic. El descobriment promet obrir una era inexplorada de formació estel·lar molt primerenca. 

Earendel va existir fa tant de temps que és possible que no hagi tingut totes les mateixes matèries primeres que les estrelles que ens envolten avui dia”, va explicar Welch. “Estudiar Earendel serà una finestra a una era de l'univers amb què no estem familiaritzats, però que va conduir a tot el que coneixem. És com si haguéssim estat llegint un llibre molt interessant, però comencem amb el segon capítol i ara tindrem l'oportunitat de veure com va començar tot”, va dir Welch. 

Clic per engrandir. Aquesta vista detallada destaca la posició de l'estrella Earendel al llarg d'una
ona a l'espai-temps (línia puntejada) que l'amplia i fa possible que l'estrella es detecti a tan gran
distància: gairebé 13.000 milions d'anys llum. També s'indica un cúmul d'estrelles que es reflecteixen
a banda i banda de la línia de magnificació. La distorsió i l'ampliació són creades per la massa d'un
enorme cúmul de galàxies ubicat entre Hubble i Earendel. La massa del cúmul de galàxies és tan
gran que deforma el teixit de l'espai, i mirar a través d'aquest espai és com mirar a través d'una
lupa: al llarg de la vora del vidre o lent, l'aparença de les coses de l'altra banda es distorsiona
alhora que es magnifica. Crèdits: Ciència: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI);
processament d'imatges: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI).

Quan les estrelles s'alineen

L'equip de recerca estima que Earendel té com a mínim 50 vegades la massa del nostre Sol i és milions de vegades més brillant, rivalitzant amb les estrelles més massives que es coneixen. Però fins i tot una estrella tan brillant i de gran massa seria impossible de veure a una distància tan gran sense l'ajuda de l'augment natural que produeix un enorme cúmul de galàxies, WHL0137-08, que es troba entre nosaltres i Earendel. La massa del cúmul de galàxies deforma el teixit de l'espai, creant una poderosa lupa natural que distorsiona i amplifica enormement la llum dels objectes distants que són darrere.

Gràcies a la rara alineació amb el cúmul de galàxies que serveixen de lent d'augment, l'estrella Earendel apareix directament sobre una ondulació al teixit de l'espai, o molt a prop seu. Aquesta ondulació, que es defineix en òptica com una “càustica*”, proporciona el màxim augment i brillantor. L'efecte és anàleg al de la superfície ondulada d'una piscina que crea patrons de llum brillant al fons de la piscina en un dia assolellat. Les ondulacions a la superfície actuen com a lents i enfoquen la llum solar a la brillantor màxima al fons de la piscina. 

Aquesta càustica fa que l'estrella Earendel sobresurti de la resplendor general de la seva galàxia d'origen. La seva brillantor es magnifica mil vegades o més. A aquest punt, els astrònoms no es poden determinar si Earendel és una estrella binària, encara que la majoria de les estrelles massives tenen almenys una estrella companya més petita.

Confirmació amb el Webb

Els astrònoms esperen que Earendel romangui molt magnificada en els propers anys. Serà observada pel telescopi espacial James Webb de la NASA. L'alta sensibilitat del Webb a la llum infraroja és necessària per aprendre més sobre Earendel, perquè la llum s'estira (es desplaça cap al vermell) a longituds d'ona infraroges més llargues a causa de l'expansió de l'univers.

“Amb Webb esperem confirmar que Earendel és de fet una estrella, així com mesurar-ne la brillantor i la temperatura”, va dir Coe. Aquests detalls reduiran la investigació sobre el seu tipus i etapa en el cicle de vida estel·lar. “També esperem trobar que l'Arc de l'Alba no té els elements pesants que es formen en les generacions posteriors d'estrelles. Això suggeriria que Earendel és una estrella rara, massiva i pobra en metalls”, va dir Coe.

La composició d'Earendel serà de gran interès per als astrònoms, perquè es va formar abans que l'univers s'omplís amb els elements pesats produïts per les generacions successives d'estrelles massives. Si els estudis de seguiment troben que Earendel està composta només d'hidrogen i heli primordials, seria la primera evidència de les llegendàries estrelles de Població III, que se suposa que són les primeres estrelles nascudes després del Big Bang. Si bé la probabilitat és petita, Welch admet que és temptadora de totes maneres.

Amb Webb, podem veure estrelles fins i tot més llunyanes que Earendel, cosa que seria increïblement emocionant”, va dir Welch. “Anirem tan enrere com puguem. M'encantaria veure Webb trencar el rècord de distància d'Earendel”.

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA a Greenbelt, Maryland, administra el telescopi. L'Institut de Ciència del Telescopi Espacial (STScI, per les sigles en anglès) a Baltimore, Maryland, duu a terme operacions científiques del Hubble. STScI és operat per a la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Investigació en Astronomia a Washington, D.C.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Crèdit: NASA's Goddard
Space Flight Center, Direcció de Producció: Paul Morris

 * En òptica, es diu que una superfície és càustica quan és tangent als raigs que es reflecteixen o es refracten per un sistema òptic.

 

Ho he vist aquí.

29/03/2022

Gabinet de curiositats: 23. L'heliògraf

 L'heliògraf un aparell que “enregistra” la llum solar sense electricitat.

En aquest nou capítol del Gabinet de Curiositats, oblidem per un moment la grisor per descobrir un instrument estrany: l'heliògraf. Posa't les ulleres de Sol, posa't còmode al costat de la finestra i comencem.

 Clic per engrandir. Un heliògraf davant del Sol ponent. Crèdit: U.S. Department of Energy

Avui potser més que mai, no hi ha dubte que la meteo  i, en menor escala, el clima tenen un paper fonamental en les nostres vides. Capaces de promoure la proliferació de la vida o, per contra, d'escurçar-ne el progrés, les variacions meteorològiques van ser sens dubte entre els primers senyals que els humans van aprendre a utilitzar per interpretar i predir el seu entorn. I a mesura que anàvem evolucionant, van començar a sorgir noves maneres de mesurar per quantificar-les millor. Mig mil·lenni abans de la nostra era, els antics grecs van traçar els primers esbossos del que avui en dia anomenaríem pluja. L'any -400, els indis van instal·lar contenidors destinats a recollir la pluja al voltant de les seves cultures per obtenir una millor apreciació de les condicions i les limitacions a les quals haurien d'adaptar-se.

10 anys de la vida del Sol en vídeo. Durant els 10 anys del seu satèl·lit d'observació solar SDO,
la NASA publica un magnífic time lapse que cobreix gairebé tot un cicle d'activitat solar. Mira
com
a nostra estrella fulmina, vibra, gira i també disminueix amb el temps. Un vídeo que no et
cansaràs de veure.

Els primers mitjans de termometria es van imaginar a l'inici de la nostra era, després es van desenvolupar entre els segles XVI i XVIII per finalment donar a llum els termòmetres moderns el 1724. El 1802, el nefròleg Luke Howard va proposar una nomenclatura per classificar els núvols. També s'observen escrupolosament els episodis de neu i calamarsa, es mesuren les pedregades i s'informa dels resultats. Però el Sol, per la seva banda, es manté recalcitrant a aquests exàmens detallats. Com quantificar la durada diària del sol sense mantenir els ulls constantment enganxats a un cel esquitxat de núvols? Com estimar la seva intensitat sense perdre la retina ? La solució la proporciona un celtista extravagant de nom John Francis Campbell, l'any 1853.

El Highlander i el Sol

Tot i que descendia d'una família adinerada de terratinents, John Campbell va viure una joventut molt diferent de la que solen viure els nens del seu entorn social. El seu pare demòcrata el posa sota la tutela d'un gaiter al costat del qual aprèn la cultura i la mentalitat de les Highlands, un patrimoni que defensarà amb fervor al llarg de la seva vida. Insaciablement curiós i un gran aventurer, John Campbell va aprendre a parlar vuit idiomes, va viatjar pel món i va explorar tant la cultura com la ciència. Si va adquirir la seva fama convertint-se en un brillant col·leccionista de contes gaèlics (donant així a la tradició oral l'oportunitat de conservar-se per escrit), va i ho heu endevinat; meteorologia.

Criat com un pur Highlander, John Francis Campbell va defensar el seu patrimoni cultural al
llarg de la seva vida. Crèdit: Royal Collection Trust

No obstant això el 1853, John Campbell va tenir una idea: registrar la llum solar aprofitant la mateixa energia del Sol. El seu invent és senzill -consisteix en una simple esfera de vidre col·locada en un bol de fusta- , però la seva elegància rau en el seu enginy. A mesura que es mou pel cel, el Sol projecta els seus raigs sobre l'esfera, que els concentra com una lupa. El feix de llum intens que resulta que crema la llenya de manera més o menys marcada en funció de la quantitat de llum solar, traçant així un arc (un heliograma) en el bol a mesura que avança el dia. Col·locat en un lloc prou obert perquè no s'obstrueixi la llum, l'aparell permet així registrar la durada i la quantitat d'insolació al llarg de les setmanes i mesos, calcinant progressivament l'interior del bol.


Clic per engrandir. En passar per l'esfera de vidre, els raigs del sol s'ajunten en un punt focal i cremen
la fusta horitzontalment durant tot el dia. Veiem clarament en aquest exemple de l'heliògraf de Campbell
que l'insolació era menor al desembre (part superior del bol), en comparació amb el juny (ens acostem
al centre del bol a mesura que el sol surt cap al zenit). Crèdit: The Board of Trustees of the Science Museum
 

L'heliògraf de Campbell-Stokes

Campbell va fer centenars de mesures amb el seu "rellotge de sol d'enregistrament" (actualment respon més fàcilment al nom d'heliograph). El va provar, el va perfeccionar, el va portar a Egipte per posar-lo a prova del Sol abrasador, després va recopilar els seus resultats en un informe encarregat per la Cambra dels Comuns el 1857. Malgrat l'èxit del seu invent, però, va ser una mica frustrat per la seva falta de precisió. Un derivat del seu dispositiu en funcionament a l'Observatori de Greenwich utilitza un bol metàl·lic en el que es col·loca una tira de teixit impermeabilitzat i després es canvia diàriament, proporcionant així un resultat molt més clar i detallat. Campbell, inspirat en aquesta iteració, va experimentar amb diferents tipus de materials, però va ser un matemàtic i físic qui donaria a l'heliògraf la forma que coneixem avui dia.

Clic per engrandir. Una versió recent de l'heliògraf Campbell-Stokes a Skierniewice,
Polònia. Crèdit:
Witia

Potser ja heu sentit el seu nom. Es troba, entre d'altres, en el nombre de Stokes, la llei de Stokes o les equacions de Navier -Stokes. Un altre investigador brillant va ser Sir George Gabriel-Stokes, aquesta vegada en el camp de la mecànica de fluids, l'òptica i la  geodèsia. El 1879, va proposar la seva pròpia millora de l'heliògraf de Campbell. L'esfera de vidre està muntada sobre un eix semicircular que permet ajustar la seva orientació segons la latitud de l'usuari. Entre l'esfera i l'eix, una mitja lluna metàl·lica amb tres osques acull les tires de paper que serviran per registrar la radiació solar. Cada osca permet col·locar el paper segons la distància a l'equador de l'usuari, i es poden utilitzar tres tipus de tires segons l'estació (i per tant la posició del Sol al cel), proporcionant així un heliograma d'alta precisió.

L'heliògraf encara brilla

Tingueu en compte, però, que malgrat aquestes millores, el dispositiu continua sent imperfecte. A l'alba i al capvespre, els raigs solars travessen una major part de l'atmosfera i s'atenuen tant que no aconsegueixen deixar la seva empremta en el paper. La mesura de la llum solar també es pot veure molt degradada per un cel molt canviant i a les regions polars, la utilitat de l'heliògraf es veu ràpidament compromesa quan l'esfera està coberta amb una gruixuda capa per la gelada. 

Clic per engrandir. Aquesta fotografia d'un heliògraf congelat a l'observatori del Turó de l'Home va
servir de postal de Nadal al Servei Meteorològic de Catalunya l'any 1933. Crèdit: Servei Meteorològic
de Catalunya, Cartoteca de Catalunya, ICC.

No obstant això, malgrat tots aquests inconvenients (per als quals s'han trobat solucions més o menys satisfactòries al llarg del temps), l'heliògraf de Campbell-Stokes continua sent avui molt utilitzat i aporta dades valuoses als camps de la meteorologia, l'energia o fins i tot l'ecologia. L'any 1964, l'Organització Meteorològica Mundial (OMM) el va convertir en l'heliògraf de referència provisional per a tots els països membres i va proporcionar una llista d'indicacions per normalitzar-ne l'ús i la lectura. Als pols, el gravador solar s'acompanya ara d'un sistema de calefacció propi per lluitar contra els vents gelats. Així que assegurem-nos que nosaltres també hi guardem un lloc assolellat a les prestatgeries del nostre Gabinet de curiositats.


Clic per engrandir. Ens veiem ben aviat per a un nou capítol del Gabinet de Curiositats. Crèdit imatge superior: nosorogua, Adobe Stock    

Veure: 

Anterior: 22 Què són els fantasmes mèdics?

Següent: 24 L'estranya moda dels plats radioactius


Ho he vist aquí.

28/03/2022

No són els anys... és el quilometratge


Clic per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, A. Calamida i K. Sahu, i l'equip científic de SWEEPS

Els científics que estudien els orígens de la nostra galàxia poden sentir-se de vegades com a arqueòlegs còsmics, descobrint els blocs de construcció dels primers dies de la nostra galàxia. Una de les formes en què els astrònoms poden tenir una millor idea dels fonaments del nostre sistema solar és observant antigues relíquies estel·lars com les estrelles nanes blanques, les restes immensament denses d'estrelles que van ser massives.

El telescopi Hubble de la NASA va copsar una col·lecció d'aquests monuments galàctics a 26.000 anys llum de la Terra. Aquestes restes cabdals provenen d'estrelles que es van formar ràpidament, almenys en una escala de temps còsmica, en menys de 2.000 milions d'anys. Com que coneixem la ubicació d'aquestes estrelles nanes blanques, podem saber com es mouen de ràpid i lluny en comparació amb la resta de la nostra galàxia. 


Ho he vist aquí.

26/03/2022

Primers passos a la Lluna: Tintín i Neil Armstrong

 Dossier - Hem caminat damunt la Lluna: Els secrets de Tintín.

Roland Lehoucq, astrofísic i entusiasta de la ciència ficció, proposa divulgar la ciència sense renunciar al rigor científic. Analitza el còmic "Hem caminat damunt la Lluna" a través del prisma de les realitats físiques del nostre món.

Què fer quan, per primera vegada en la història de la humanitat, aterrarem a la Lluna? El professor Tornasol i els funcionaris de la NASA  s'han fet aquesta pregunta.

Clic per engrandir. Els primers passos sobre la Lluna. Crèdit: NASA, DP

Quant de temps dedicar a l'emoció, a les paraules històriques, als símbols, a la ciència, al turisme? La situació de Tintín i els seus amics, que passen dues setmanes a la Lluna, és tanmateix molt diferent de la de Neil Armstrong i Buzz Aldrin, que només van poder gaudir de dues hores de caminada lunar.

Clic per engrandir. Tintín i els seus amics van tenir dues setmanes per explorar la superfície lunar,
Armstrong i Aldrin van tenir dues hores!. Crèdit: Hergé, Casterman 

Instal·lació d'equips

Els primers equipaments instal·lats per Tornasol van ser els instruments òptics i les càmeres. Amb la instal·lació d'un observatori a la Lluna, el professor té la intenció evident d'aprofitar les condicions favorables per a l'observació astronòmica en absència d'atmosfera. De fet, s'ha considerat la possibilitat de crear un observatori lunar. És més aviat a l'altre costat on s'havien de col·locar els telescopis per evitar la presència inquietant de la Terra al cel (la llum de la Terra lunar és cinquanta vegades més brillant que la nostra llum de la lluna); també seria el lloc ideal per col·locar radiotelescopis que quedarien així aïllats del “soroll” de les ones electromagnètiques emeses per les activitats humanes. 


Clic per engrandir. El 20 de juliol de 1969 l'home va caminar per la Lluna. Crèdit: NASA

La prioritat: recollir roques lunars

Les activitats dutes a terme a la Lluna del 3 al 6 de juny es descriuen al llibre de registre d'en Tornasol. Sorprèn que en cap moment s'esmenti la col·lecció de roques lunars. Perquè el retorn a la Terra d'aquestes mostres era una prioritat absoluta de les missions Apol·lo. Deixar caure uns quants fragments de roca a una de les butxaques del vestit va ser el primer que va fer Armstrong, només trepitjar el sòl lunar. Calia estar segur d'haver realitzat aquesta tasca prioritària en el cas d'una sortida precipitada; només llavors va desplegar l'antena de comunicacions. Finalment, Armstrong i Aldrin van portar 21 quilos de mostres.

Observacions astronòmiques

Després de la instal·lació de l'equip, el dia 4 es dedica a les observacions astronòmiques. El telescopi apunta als planetes més propers, escriu Tornasol. Probablement aquesta no seria la prioritat d'un astrònom. D'altra banda, l'estudi dels raigs còsmics sembla molt més interessant. Es tracta de partícules d'alta energia, principalment protons i electrons, que arriben constantment a la Terra, però la detecció de les quals a terra és fa difícil per dos motius: En primer lloc, el camp magnètic terrestre atrapa partícules l'energia de les quals és massa baixa. Aleshores, quan una partícula arriba a les capes superiors de l'atmosfera, interacciona amb les regions per les quals travessa, creant partícules secundàries. Aquests al seu torn poden interactuar amb el medi, produint una cascada de partícules resultants.

Així, l'energia d'una partícula còsmica es dissipa a l'atmosfera i es distribueix en les nombroses partícules que finalment arriben a terra. A la Lluna, l'absència d'atmosfera i de camp magnètic permet l'observació directa dels raigs còsmics. Fins i tot són a l'origen de flaixos lluminosos que els astronautes de les missions lunars van observar directament dins dels seus ulls!

La mesura de la constant de radiació solar i la determinació dels límits de l'espectre solar en l'ultraviolat també aprofiten l'absència d'atmosfera a la Lluna. La constant de radiació solar o, més breument, la "constant solar", correspon a la potència rebuda del Sol per un metre quadrat de la superfície terrestre. A la Terra, l'ultraviolat és aturat en gran part per la capa d'ozó i l'infraroig per les molècules d'aigua i diòxid de carboni. Aleshores s'han de fer diverses correccions per estimar la constant a partir d'una mesura terrestre. A la Lluna, l'absència d'atmosfera evita totes aquestes dificultats, i la constant solar es pot obtenir amb precisió: és de mitjana 1.340 watts per metre quadrat. De mitjana només perquè, en realitat, no és constant: depèn naturalment de la distància entre la Terra i el Sol, que canvia lleugerament durant l'any, l'òrbita de la Terra no és un cercle sinó una el·lipse. Com a resultat, la "constant solar" varia aproximadament un 3,4% d'un extrem a l'altre. 


Capítol anterior: El paisatge lunar d'Hergé enfront de les realitats físiques

Capítol següent: Gel a la Lluna? (en preparació)

 

Ho he vist aquí.

24/03/2022

NASA presenta la primera imatge d'una estrella del telescopi espacial Webb

Comprendre la missió del telescopi espacial James Webb en un minut. El telescopi espacial James Webb, el nou vaixell insígnia de l'observació espacial, es va llançar el 25 de desembre del 2021 des de la base de Kourou, a la Guyana francesa. Després d'un recorregut de 29 dies, va arribar al punt de Lagrange L2, en sentit contrari al Sol. Amb el seu mirall més gran que el del Hubble, del qual es considera el successor, el JWST podrà observar galàxies, planetes, nebuloses i estrelles per conèixer més sobre la història de l'Univers.  

L'alineació dels miralls del telescopi espacial James Webb està gairebé completa. L'únic mirall així format ha lliurat la imatge infraroja més nítida mai presa des de l'espai i mostra una estrella i ja unes quantes galàxies.

La noosfera s'acaba d'equipar completament amb un nou ull en òrbita a l'espai des que la NASA acaba d'anunciar el 16 de març de 2022 que havia completat l'11 de març una primera etapa d'ajustament fi dels miralls hexagonals del telescopi espacial James Webb (JWST). Ara es comporten com un únic mirall capaç de formar una única imatge nítida.

Clic per engrandir. Aquesta imatge en fals color de l'estrella, anomenada 2MASS J17554042+6551277,
utilitza un filtre vermell per optimitzar el contrast visual. Aquesta és la primera imatge individual d'una
estrella obtinguda amb el telescopi espacial James Webb. Veiem altres estrelles i també galàxies al
fons. Crèdit: NASA, STScI

Va ser la càmera d'infraroig proper NIRCam, la principal imatge de JWST en el rang de l'infraroig proper (entre 0,6 i 5 micres ), la que va lliurar una primera imatge, gràcies al mirall únic ara disponible, el de major resolució obtingut a l'espai per a aquest rang de longituds d'ona, i ens mostra en primer lloc l'estrella 2MASS J17554042+6551277.

Com el seu nom indica, forma clarament part del catàleg elaborat per la campanya d'observació 2MASS, per al Two Micron All-Sky Survey (literalment "Reconeixement en Dos Micròmetres de Tot el Cel) realitzat entre 1997 i 2001 amb l'ajuda de dos telescopis automatitzats d'1,3 metres de diàmetre construïts expressament, un situat a l'hemisferi nord (Fred Lawrence Whipple Observatory, Arizona), l'altre a l'hemisferi sud (Observatori Interamericà a Cerro Tololo, Xile).


Això és un bon auguri perquè la càmera NIRCam s'utilitzarà per observar les primeres fases de la formació estel·lar i galàctica uns quants centenars de milions d'anys després del Big Bang, per estudiar la matèria fosca mitjançant efectes de lents gravitatòries, i finalment, per donar una nova mirada als discos protoplanetaris i exoplanetes.

En les properes sis setmanes s'haurien de completar les etapes finals de l'ajust complet dels 18 segments del mirall hexagonal de beril·li del JWST. Aleshores, tots els instruments que equipen el telescopi espacial haurien d'estar operatius. Però haurem d'esperar a l'estiu del 2022 per tenir realment imatges i dades científiques.

Trieu l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Explicacions sobre l'obtenció de la primera
imatge d'una estrella amb el telescopi James Webb. Crèdit: James Webb Space Telescope (JWST),
Centre de vol espacial Goddard de la NASA

Clic per engrandir. El primer objectiu del telescopi espacial James Webb es troba a l'Ossa Major.
Una estrella anomenada HD 84406, invisible a simple vista. Selfie del mirall primari del telescopi
espacial Webb. Crèdit: NASA.


Ho he vist aquí.

23/03/2022

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C44

Clic per engrandir. Imatge de C44. Crèdit: ESA/Hubble i NASA

En aquesta imatge del Hubble de Caldwell 44, també coneguda com a NGC 7479, els estrets braços de la galàxia espiral barrada creen una "S" cap enrere mentre giren en sentit contrari a les agulles del rellotge. No obstant això, aquesta galàxia, anomenada la galàxia de l'Hèlix, emet un raig de radiació en longituds d'ona de ràdio que es doblega en direcció oposada a les estrelles i la pols dels braços de la galàxia. Els astrònoms creuen que el raig de ràdio es va posar en el seu estrany gir cap enrere després que la galàxia Hèlix es fusionés amb una altra galàxia.

La galàxia de Hèlix és un tema interessant també per altres raons. Al nucli de la galàxia s'hi amaga un forat negre supermassiu que s'alimenta de grans quantitats de gas. La galàxia també ha estat la llar de dues supernoves recents, una observada el 1990 i l'altra el 2009. Les explosions de supernoves tornen el material estel·lar al cosmos per ser utilitzat en les generacions d'estrelles següents. La galàxia de l'Hèlix està utilitzant ràpidament aquest material reciclat mentre experimenta una activitat estel·lar, amb moltes estrelles joves i brillants que treuen el cap pels braços espirals i el disc. Tot i això, les tres estrelles més brillants d'aquesta imatge són estrelles en primer pla, captades per la càmera perquè es troben entre nosaltres i la galàxia.

Aquesta imatge va ser presa en llum visible i infraroja amb l'Advanced Camera for Surveys (Càmera Avançada de Sondejos - ACS) del Hubble. Les observacions es van fer per estudiar la supernova més recent de la galàxia, SN 2009jf. Els astrònoms també han utilitzat el Hubble per investigar la formació d'estrelles a Caldwell 44. 

Descoberta per l'astrònom William Herschel el 1784, la galàxia de l'Hèlix es troba a la constel·lació del Pegàs. No obstant això, a una distància de 110 milions d'anys llum de la Terra, aquesta galàxia de magnitud 10,8 està amagada a simple vista. Utilitzeu un telescopi de mida mitjana a gran per buscar Caldwell 44 als cels nocturns de tardor de l'hemisferi nord, o al cel de primavera de l'hemisferi sud.

Per a més informació sobre les observacions de Caldwell 44 realitzades pel Hubble, vegeu:
L'espiral gira en tots dos sentits


C44 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog


21/03/2022

Una misteriosa "superbombolla" buida una nebulosa en una nova imatge del Hubble.

Clic per engrandir. Crèdit de la imatge: NASA, ESA, V. Ksoll i D. Gouliermis (Universität
Heidelberg), et al.; Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

N44 és una complexa nebulosa plena de gas d'hidrogen brillant, fosques línies de pols, estrelles massives i moltes poblacions d'estrelles de diferents edats. No obstant això, un dels seus trets més distintius és el buit fosc i estel·lar anomenat "superbombolla", visible en aquesta imatge del telescopi espacial Hubble a la regió superior central. 

El forat té una amplada de 250 anys llum i la seva presència continua sent un misteri. És possible que els vents estel·lars expulsats per les estrelles massives de l'interior de la bombolla hagin expulsat el gas, però això no concorda amb les velocitats del vent mesurades a la bombolla. Una altra possibilitat, ja que la nebulosa és plena d'estrelles massives que expirarien en explosions titàniques, és que els embolcalls en expansió d'antigues supernoves esculpissin la caverna còsmica.

Els astrònoms han trobat un romanent de supernova als voltants de la superbombolla i han identificat una diferència d'edat d'aproximadament 5 milions d'anys entre les estrelles de l'interior i les de la vora de la superbombolla, cosa que indica l'existència de múltiples esdeveniments de formació estel·lar en cadena. La zona de color blau intens situada al voltant de les 5 de la tarda al voltant de la superbombolla és una de les regions més calentes de la nebulosa i la zona de formació estel·lar més intensa.

N44 és una nebulosa d'emissió, cosa que significa que el gas ha estat energitzat, o ionitzat, per la radiació de les estrelles properes. A mesura que el gas ionitzat comença a refredar-se des del seu estat de més energia a un estat de menor energia, emet energia en forma de llum, fent que la nebulosa brilli. Situada al Gran Núvol de Magalhães, N44 abasta uns 1.000 anys llum i és a uns 170.000 anys llum de la Terra.

Per veure més detalls, descarregueu una imatge a mida completa, d'alta resolució i 288 megapíxels, d'aquest gran mosaic creat mitjançant múltiples observacions del Hubble. Descarregueu la imatge TIF de 153 MB fent un clic aquí.

 

Ho he vist aquí.

19/03/2022

Científics anuncien el descobriment de forats negres binaris supermassius

Els científics anuncien el descobriment de forats negres binaris supermassius: Dos forats negres que orbiten entre si, acabaran fusionant-se.

Troballa clau de la investigació

Un equip d'investigadors de la Universitat de Purdue i d'altres institucions ha descobert un sistema binari de forats negres supermassius, un dels dos únics coneguts. Els dos forats negres, que orbiten entre si, pesen probablement 100 milions de sols cadascun. Un dels forats negres impulsa un raig enorme que es mou cap a l'exterior a una velocitat molt propera a la de la llum. El sistema és tan llunyà que la llum visible que es veu avui es va emetre fa 8.800 milions d'anys.

Tots dos estan separats només entre 200 UA i 2.000 UA (una UA (Unitat astronòmica) és la distància de la Terra al Sol), almenys 10 vegades més a prop que l'únic altre sistema de forats negres binaris supermassius conegut.

Clic per engrandir. Dos forats negres supermassius orbiten entre si en un sistema binari. Estan 10
vegades més a prop l'un de l'altre que els forats negres de l'únic altre sistema binari de forats negres
supermassius conegut. Crèdit: Caltech/R. Hurt, (IPAC)

La separació estreta és significativa perquè s'espera que aquests sistemes es fusionin en algun moment. Aquest esdeveniment alliberarà una enorme quantitat d'energia en forma d'ones gravitacionals, que provocaran ones a l'espai en totes les direccions (i oscil·lacions en la matèria) al seu pas.

Trobar sistemes com aquest també és important per entendre els processos pels quals es van formar les galàxies i com van acabar amb forats negres massius als seus centres. 

L'experiència del professor de Purdue

Matthew Lister, professor de física i astronomia de la Facultat de Ciències de la Universitat de Purdue, especialitza la seva recerca en les àrees següents: nuclis galàctics actius, dolls i xocs astrofísics, quàsars i objectes BL Lacertae, galàxies Seyfert I de línia estreta, interferometria de línia de base molt llarga. L'article ha estat publicat a Astrophysical Journal Letters. L'article està disponible en línia.

Finançament: El suport al programa MOJAVE inclou les subvencions de la NASA-Fermi.

Breu resum de mètodes

Els investigadors van descobrir el sistema per casualitat quan van observar un patró sinusoïdal que es repetia en les variacions de la seva emissió de brillantor de ràdio al llarg del temps, basant-se en dades preses després de 2008. Una cerca posterior de dades històriques va revelar que el sistema també variava de la mateixa manera a finals dels anys 70 i principis dels 80. Aquest tipus de variació és exactament el que els investigadors esperarien si l'emissió en raig d'un dels forats negres es veiés afectada per l'efecte Doppler a causa del moviment orbital en girar al voltant de l'altre forat negre. Matthew Lister, de la Facultat de Ciències de la Universitat de Purdue, i el seu equip van prendre imatges del sistema entre el 2002 i el 2012, però el radiotelescopi de l'equip no té la resolució necessària per resoldre els forats negres individuals a una distància tan gran. Les dades de les imatges donen suport a la hipòtesi dels forats negres binaris i també proporcionen l'angle d'orientació del flux de sortida en raig, que és un component crític en el model de l'article per a les variacions induïdes per Doppler.


Ho he vist aquí.

12/03/2022

Els miralls del telescopi James Webb

La sensibilitat d'un telescopi, o quant de detall pot veure, està directament relacionada amb la mida de l'àrea del mirall que recull la llum dels objectes que s'observen. El mirall primari de James Webb fa 6,5 metres d'amplada; un mirall d'aquesta mida mai no havia estat llançat a l'espai. 

Clic per engrandir. El mirall primari del telescopi espacial James Webb al Centre Goddard de la
NASA
. El mirall secundari és el mirall rodó situat al final dels llargs braços, que es pleguen en la
configuració de llançament. Els miralls de Webb estan coberts d'una fina capa d'or microscòpica,
que els optimitza per reflectir la llum infraroja, que és la longitud d'ona primària de la llum que
aquest telescopi observarà. Foto: NASA/Chris Gunn


Visió general

Un dels objectius científics del Telescopi Espacial James Webb és mirar cap enrere a través del temps quan les galàxies eren joves. Webb farà això observant galàxies que estan molt distants, a més de 13 mil milions danys llum de distància de nosaltres. Per veure objectes tan distants i febles, Webb necessita un gran mirall. La sensibilitat d'un telescopi, o quant detall pot veure, està directament relacionada amb la mida de l'àrea del mirall que recull la llum dels objectes que s'observen. Una àrea més gran recull més llum, igual que una galleda més gran recull més aigua en una pluja que una de petita. 

Desafiaments de l'enginyeria

Els científics i enginyers del Telescopi Webb van determinar que un mirall primari de 6,5 metres de diàmetre era el que calia per mesurar la llum d'aquestes galàxies distants. Construir un mirall d'aquesta mida és tot un repte, fins i tot per al seu ús a terra. Un mirall d'aquesta mida mai no havia estat llançat a l'espai!


Clic per engrandir. Comparativa de la mida dels miralls primaris del Hubble (esquerra) i
del James Webb (dreta). Crèdit: NASA

Si el mirall de 2,4 metres del Telescopi Espacial Hubble s'escalés per ser prou gran per al Webb, seria massa pesat per llançar-se a l'òrbita. L'equip de Webb va haver de trobar noves maneres de construir el mirall perquè fos prou lleuger -només una dècima part de la massa del mirall del Hubble per unitat d'àrea- però molt fort.

L'equip del Telescopi Webb va decidir fer els segments del mirall a partir de beril·li, que és alhora fort i lleuger. Cada segment pesa aproximadament 20 quilograms.

Miralls plegables

L'equip del Telescopi Webb també va decidir construir el mirall en segments sobre una estructura que es plega, com les fulles d'una taula extensible, perquè pugui cabre en un coet. El mirall es desplegaria després del llançament. Cadascun dels 18 segments de mirall en forma hexagonal té 1,32 metres de diàmetre, de punta a punta. (El mirall secundari de Webb té 0,74 metres de diàmetre.)


Clic per engrandir. El telescopi espacial James Webb es mostra amb una de les dues "ales" plegades. Cada ala sosté tres dels seus segments de mirall primari. Quan Webb es llanci, les dues ales s'estibaran en aquesta posició, cosa que permet que el mirall pugui encaixar al vehicle de llançament. Més informació sobre la configuració de llançament de Webb. Crèdit: NASA/Chris Gunn

Per què hexagonal?

La forma hexagonal permet un mirall aproximadament circular, segmentat amb "alt factor d'ompliment i simetria de sis vegades." Alt factor d'ompliment vol dir que els segments encaixen entre si sense buits. Si els segments fossin circulars, hi hauria forats entre ells. La simetria és bona perquè només calen 3 prescripcions òptiques diferents per a 18 segments, 6 de cadascun (vegeu el diagrama més avall). Finalment, es vol una forma de mirall general aproximadament circular perquè enfoca la llum a la regió més compacta dels detectors. Un mirall oval, per exemple, donaria imatges allargades en una direcció. Un mirall quadrat enviaria molta llum fora de la regió central.


Clic per engrandir. Els diferents colors denoten cada una de les tres diferents prescripcions
òptiques per al mirall de Webb.

 

Clic per engrandir. Cadascun dels miralls de Webb té una designació individual. A, B o C denota quina de
les tres prescripcions de mirall és un segment. Les fotos petites mostren la versió de cada mirall del telescopi.

Aconseguir un únic enfocament perfecte; Actuadors 

Un cop a l'espai, aconseguir que aquests miralls s'enfoquin correctament en galàxies llunyanes és un altre desafiament. Els actuadors, o petits motors mecànics, proporcionen la resposta per aconseguir un únic enfocament perfecte. Els segments del mirall primari i el mirall secundari són moguts per sis actuadors que s'uneixen a la part posterior de cada peça del mirall. Els segments del mirall primari també tenen un actuador addicional al centre que ajusta la seva curvatura. El mirall terciari del telescopi roman estacionari.

Lee Feinberg, gerent d'elements del telescopi òptic Webb de la NASA a Goddard, explica: "Alinear els segments del mirall primari com si fossin un sol mirall gran significa que cada mirall està alineat a 1/10.000 del gruix d'un cabell humà. és encara més sorprenent és que els enginyers i científics que treballen al telescopi Webb literalment van haver d'inventar com fer això".


Clic per engrandir. (Dalt i abaix), aquests diagrames mostren la part posterior dels miralls i els
actuadors. Crèdit: ASU/NASA, infografia en català: Sci-Bit

 

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Vegeu els actuadors que estan
connectats a la part posterior d'un mirall telescòpic en aquest vídeo "Darrere del Webb".

Desafiament per l'enginyeria: Mantenir freds els miralls de Webb

Un altre desafiament és mantenir el miralls del Webb freds. Per veure les primeres estrelles i galàxies a l'Univers primerenc, els astrònoms han d'observar la llum infraroja emesa per ells, i utilitzar un telescopi i instruments optimitzats per a aquesta llum. Com que els objectes càlids emeten llum infraroja, o calor, si el mirall de Webb tingués la mateixa temperatura que el telescopi espacial Hubble, la tènue llum infraroja de galàxies distants es perdria a la resplendor infraroja del mirall. Per tant, Webb necessita estar molt fred ("criogènic"), amb els seus miralls al voltant de -220 graus C. El mirall en conjunt ha de ser capaç de suportar temperatures molt fredes, així com mantenir la seva forma. 

Per mantenir el Webb fred, ha estat enviat a l'espai profund, lluny de la Terra. Els protectors solars cobriran els miralls i instruments de la calor del Sol, així com els mantindrà separats del càlid suport de la nau espacial. 

Quin tipus de telescopi és el Webb?

Webb és el que es coneix com un telescopi anastigmàtic de tres miralls. En aquesta configuració, el mirall primari és còncau, el secundari és convex i funciona lleugerament fora de l'eix. El terciari elimina l'astigmatisme resultant i també aplana el pla focal. Això també permet un camp de visió més ampli.  

Aquesta animació mostra com la llum viatja a través del telescopi.

Miralls de Recerca i Innovació.

La NASA es va proposar investigar noves maneres de construir miralls per a telescopis. El programa Advanced Mirror System Demonstrator (AMSD) va ser una associació de quatre anys entre la NASA, l'Oficina Nacional de Reconeixement i la Força Aèria dels Estats Units per estudiar maneres de construir miralls lleugers. Sobre la base dels estudis de ASMD, es van construir dos miralls de prova i es van provar completament. Un va ser fet de beril·li per Ball Aerospace; l'altre va ser construït per Kodak (anteriorment ITT, ara la Corporació Harris) i va ser fet d'un tipus especial de vidre. 

Es va triar un equip d'experts per provar tots dos miralls, per determinar què tan bé funcionaven, quant costaven i com de fàcil (o difícil) seria construir un mirall de mida completa de 6,5 metres. Els experts van recomanar que se seleccionés el mirall de beril·li per al telescopi espacial James Webb, per diverses raons, una de les quals és que el beril·li manté la seva forma a temperatures criogèniques. Basat en la recomanació de l'equip d'experts, Northrop Grumman (la companyia que estàva liderant l'esforç per construir Webb) va seleccionar un mirall de beril·li, i la gerència del projecte a NASA Goddard va aprovar aquesta decisió.

Per què el beril·li?

El beril·li és un metall lleuger (símbol atòmic: Be) que té moltes característiques que el fan desitjable per al mirall primari de Webb. En particular, el beril·li és molt fort pel seu pes i és bo per mantenir la seva forma a través d'un rang de temperatures. El beril·li és un bon conductor d'electricitat i calor, i no és magnètic.

Com que és lleuger i fort, el beril·li s'utilitza sovint per construir peces per a avions supersònics (més ràpids que la velocitat del so) i el transbordador espacial. També s'utilitza en aplicacions més realistes com a ressorts i eines. Cal tenir especial cura quan es treballa amb beril·li, perquè no és saludable respirar o empassar pols de beril·li.

Com i a on es van fer els miralls de beril·li

Els 18 miralls de beril·li lleugers especials del Telescopi Espacial James Webb van haver de fer 14 parades a 11 llocs diferents al voltant dels EUA per completar la seva fabricació. Van arribar a la vida a les mines de beril·li a Utah, i després es van traslladar a través del país per al processament i polit. De fet, els miralls van fer parades en vuit estats al llarg del camí, visitant alguns estats més d'una vegada, abans de viatjar a Amèrica del Sud per a l'enlairament i el començament del viatge final a l'espai. Explora un mapa interactiu que mostra el viatge dels miralls.

Un tros de beril·li.

El beril·li per fer el mirall de Webb va ser extret a Utah i purificat a Brush Wellman a Ohio. El tipus particular de beril·li utilitzat en els miralls Webb es diu O-30 i és una pols fina. La pols es va col·locar en un recipient d'acer inoxidable i es va agafar en forma plana. Quan es va retirar el recipient d'acer, el tros resultant de beril·li es va tallar per la meitat per fer dos espais en blanc de mirall d'aproximadament 1,3 metres d'amplada. Cada mirall en blanc es va utilitzar per fer un segment de mirall; el mirall complet està fet de 18 segments hexagonals. 


Clic per engrandir. L'equip de Brush Wellman i els miralls en blanc.

Quan els miralls van passar la inspecció, van ser enviats a Axsys Technologies a Cullman, Alabama. Els dos primers miralls en blanc es van completar el març del 2004.

 Clic per engrandir. El frontal d´un mirall sense polir en blanc.

Axsys Technologies va donar forma als espais en blanc del mirall en la forma final. El procés de conformació del mirall comença amb el tall de la major part de la part posterior del mirall de beril·li en blanc, deixant només una prima estructura de "costella". Les costelles són de només 1 mil·límetre de gruix. Tot i que la major part del metall ha desaparegut, les costelles són suficients per mantenir la forma del segment estable. Això fa que cada segment sigui molt lleuger. Un segment de mirall de beril·li és de 20 quilograms de massa. (Un conjunt de segment de mirall primari complet que inclou el seu actuador és d'aproximadament 40 kg.)

Clic per engrandir. A la foto es mostra la part posterior del mirall en blanc, que està tallada en
aquest patró per fer que el segment del mirall sigui lleuger, però mantenint-ne la integritat.
Crèdit de la imatge: Axsys Technologies

 

Aquesta pel·lícula ens mostra com es fabriquen els miralls a Brush Wellman i se'ls dóna forma a Axsys.

Poliment dels miralls

Quan Axsys va donar forma als segments del mirall, els va enviar a Richmond, CA, on SSG/Tinsley els va polir. 
 
SSG/Tinsley va començar per rectificar la superfície de cada mirall fins a acostar-se a la forma final. Un cop fet això, els miralls es van allisar i van polir amb cura. El procés d'allisat i poliment es va repetir fins que cada segment de mirall va quedar gairebé perfecte. En aquest moment, els segments van viatjar al Centre de Vol Espacial Marshall de la NASA a Huntsville (MSFC), Alabama, per fer proves criogèniques.

Clic per engrandir. Un mirall d'unitat de disseny d'enginyeria polit a SSG/Tinsley.
 
Donat que molts materials canvien de forma quan canvien de temperatura, un equip de proves de Ball Aerospace va col·laborar amb els enginyers de la NASA a la Instal·lació Criogènica i de Raigs X de Marshall (XRCF) per refredar els segments del mirall fins a la temperatura que experimentarà Webb a l'espai profund, -240 graus Celsius.

Les proves criogèniques dels segments del mirall primari van començar al XRCF de Marshall per part de Ball Aerospace el 2009.


Clic per engrandir. Els miralls polits del Webb es proven a temperatures criogèniques en la
instal·lació de NASA l Centre Marshall.

 

Clic per engrandir. Vegeu més imatges de les proves criogèniques fent un clic aquí.

El canvi en la forma dels segments del mirall a causa de l'exposició a aquestes temperatures criogèniques va ser enregistrat per Ball Aerospace Engineers mitjançant un interferòmetre làser. Aquesta informació, juntament amb els miralls, va viatjar de tornada a Califòrnia per al polit final de la superfície a Tinsley. El polit final dels miralls es va completar el juny del 2011.

Aquest breu vídeo mostra part del procés de polit del mirall.

 

Pots triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Descobriu com es poleixen els
segments dels miralls en aquest vídeo podcast "Behind the Webb".

Recobriment d'or

Quan s'ha corregit la forma final d'un segment de mirall per eliminar els efectes de la imatge deguts a les temperatures baixes, i s'ha completat el poliment, s'aplica una fina capa d'or. L'or millora la reflexió de la llum infraroja al mirall. 

Alguns detalls tècnics: Com s'aplica l'or als miralls? La resposta és la deposició de vapor al buit. Quantum Coating Incorporated va realitzar els revestiments dels miralls del nostre telescopi. Bàsicament, els miralls s'introdueixen en una cambra de buit i es vaporitza una petita quantitat d'or que es diposita al mirall. Les zones que no volem recobrir (com la part del darrere i tots els mecanismes i altres) s'emmascaren. El grossor típic de l'or és de 1000 àngstrom (100 nanòmetres). Es diposita una fina capa de SiO2 amorf (vidre) sobre l'or per protegir-lo de les ratllades en cas de manipulació o que les partícules es desplacin per la superfície (l'or és pur i molt tou).


Pots triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Aquest vídeo "Darrera el James Webb", "Behind the Webb" tracta sobre el revestiment dels miralls.Els miralls del telescopi Webb estan recoberts d'una capa d'or finíssima. Aquesta capa d'or, de només unes milionèsimes de polzada de gruix, permet que els miralls reflecteixin millor la llum infraroja que busca el telescopi. Com més fina sigui la capa, millor serà el telescopi, ja que cada pes compta quan un telescopi tan gran com el Webb s'enlaira a l'espai mitjançant un coet. "Behind the Webb" és una sèrie en curs que segueix la construcció del telescopi espacial Webb, el successor del Hubble.


Clic per engrandir. Miralls del telescopi Webb.

Clic per engrandir. Segment del mirall primari de la unitat de disseny d'enginyeria recobert
d'or per Quantum Coating Incorporated. Fotografia de Drew Noel.

Clic per engrandir. El mirall secundari va ser sotmès a un procés similar: aquí és després
de ser recobert d'or per Quantum Coating Incorporated.

 

En aquest vídeo podeu seguir el viatge del mirall des del mineral en brut fins als segments
reflectors precisos i recoberts d'or.

Un cop aplicat el recobriment d'or, els miralls van tornar a viatjar al Centre de Vol Espacial Marshall per a una verificació final de la forma de la superfície del mirall a temperatures criogèniques. Els segments dels miralls ja estaven complets. A continuació, van viatjar al Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA a Greenbelt, Maryland.

Els miralls acoblats

Els dos primers miralls de vol van arribar a NASA Goddard al setembre de 2012. A finals de 2013, tots els segments del mirall primari de vol, així com els miralls secundaris i terciaris estarien a Goddard. Els miralls es van emmagatzemar en envasos protectors especials a la sala neta, tot esperant l'arribada de l'estructura de vol del telescopi.


Clic per engrandir. Els enginyers inspeccionen un dels dos primers miralls de vol que arriben
a la NASA Goddard.


Clic per engrandir. Recipients dels miralls de vol emmagatzemats a Goddard.

L'estructura del telescopi de vol (essencialment l'esquelet del telescopi, sobre els que es van muntant els miralls) va ser enviada des de Northrop Grumman i va arribar a NASA Goddard a l'agost de 2015. Es va traslladar al suport de muntatge al novembre de 2015. El 22 de novembre del 2015 s'hi va instal·lar el primer mirall.


Clic per engrandir. Aquí s'aixeca l'estructura de vol del telescopi a la sala blanca de la NASA Goddard. 

 

Clic per engrandir. L'estructura de vol del telescopi es troba al lloc de muntatge de la NASA
Goddard, llesta per al muntatge dels miralls.

Cal tenir en compte que, per protegir els miralls durant el muntatge, es van col·locar unes lleugeres fundes negres, que es van retirar un cop el mirall estava completament muntat.

 Clic per engrandir.

 

 Aquest vídeo en timelapse mostra el muntatge del mirall primari de Webb.

 Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Un vídeo sobre la
finalització del mirall primari de Webb.

L'últim mirall es va instal·lar el febrer del 2016. No gaire després, es van retirar les cobertes protectores i es va revelar el mirall complet.

Els miralls al descobert

Feu clic a les imatges per engrandir-les. 

 

Un cop completats els miralls, es van integrar els instruments científics al telescopi. Durant la seva estada a Goddard, el telescopi també es va sotmetre a proves ambientals, tant acústiques com de vibració, per garantir que pogués suportar els rigors del llançament. Un cop completades amb èxit, el telescopi va ser enviat a la NASA Johnson a Houston, Texas, per fer proves de l'òptica i els instruments a temperatures criogèniques. La Cambra A de la NASA Johnson és l'única cambra de buit tèrmic que té la NASA prou gran per al Webb.

Alineació dels miralls a la Terra i a l'espai  

Quan el telescopi estigui en òrbita, els enginyers a la Terra hauran de fer correccions en la posició dels segments del mirall primari del telescopi Webb per alinear-los, assegurant-se que produeixin imatges nítides i enfocades.

Aquestes correccions es fan mitjançant un procés anomenat detecció i control del front d'ona, que alinea els miralls amb una precisió de desenes de nanòmetres. Durant aquest procés, un sensor de front d'ona (NIRCam en aquest cas) mesura qualsevol imperfecció a l'alineació dels segments del mirall que impedeixi que actuïn com un únic mirall de 6,5 metres (21,3 peus). Els enginyers faran servir la NIRCam per prendre 18 imatges desenfocades d'una estrella, una de cada segment del mirall. A continuació, els enginyers faran servir algoritmes informàtics per determinar la forma general del mirall primari a partir d'aquestes imatges individuals, i per determinar com han de moure els miralls per alinear-los.


Pots triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Aquest vídeo descriu el
procés d'alineació dels miralls.

Els enginyers van provar aquest procés d'alineació a l'entorn criogènic i buit de la Cambra A del Centre Espacial Johnson de la NASA durant uns 100 dies de proves criogèniques. L'entorn de la cambra simula el frígid ambient espacial en què funcionarà el Webb i on recollirà dades de parts de l'univers mai observades abans. Dins la càmera, els enginyers van introduir i van treure llum làser del telescopi, actuant com una font d'estrelles artificials. La prova va verificar que tot el telescopi, incloses les seves òptiques i instruments, funcionava correctament en aquest entorn fred i va garantir que el telescopi funcionarà correctament a l'espai.

El telescopi James Webb a l'interior de la Cambra A després de completar les proves criogèniques.

                  
Un cop superades les proves a la NASA Johnson, Webb i els seus miralls es van traslladar a Northrop Grumman, on el telescopi es va acoblar al para-sol i al bus de la nau espacial.



Ho he vist aquí.