Mauvaise astronomie | Les images de Jupiter de JWST sont spectaculaires

Le 12 juillet 2022, les premières images et spectres de JWST ont été publiés et étaient absolument spectaculaires. Des galaxies, des étoiles, des nébuleuses et même des observations de l’atmosphère d’une exoplanète lointaine – toutes incroyables et toutes juste un indice de ce que l’observatoire spatial fera dans les années à venir.

Mais même avant la publication de ces images, les astronomes et les ingénieurs étaient occupés à exécuter JWST à travers une série de tests, notamment pour voir dans quelle mesure il pouvait suivre les objets. JWST se trouve sur une orbite semblable à celle de la Terre autour du soleil, de sorte que les objets dans l’espace lointain semblent ne se déplacer que d’environ 1° par jour (360° autour du soleil en un an divisés par 365 jours par an). Ce n’est pas trop difficile.

Mais les objets du système solaire se déplacent beaucoup plus rapidement. Pour commencer, ils orbitent autour du soleil, donc ils se déplacent contre les étoiles d’arrière-plan, plus la Terre – et donc JWST – orbitent également plus vite que les planètes extérieures, ce qui contribue à leur mouvement*. JWST devrait pouvoir suivre ces cibles si les astronomes peuvent les observer.

Pour tester ses capacités, ils ont demandé à JWST de pointer vers le roi des planètes, Jupiter. Et pourquoi pas : elle est grande et lumineuse, donc l’exposition peut être courte et se déplacer plus rapidement que les autres planètes extérieures, donc si JWST peut la suivre, nous sommes tous prêts.

Ces images de test technique n’ont pas été publiées avec les autres, mais ont été rendues publiques dans les archives de données. De nombreuses personnes différentes se sont jetées dessus et ont utilisé leurs compétences pour créer des images des données. Et oh mon dieu, les résultats. Oh, mien.

Tout d’abord, voici l’image “officielle” prise par la caméra infrarouge proche, ou NIRCAM, sur JWST.

Ouah.

Cela a été pris avec un filtre de 2,12 microns, qui sélectionne la lumière à des longueurs d’onde d’environ 2 à 3 fois ce que l’œil humain peut voir. Ce filtre particulier permet de traverser une gamme de longueurs d’onde très étroite, ce qui est bénéfique lorsque l’on regarde quelque chose d’aussi brillant que Jupiter ; il coupe beaucoup de lumière qui autrement submergerait la caméra. Hydrogène moléculaire froid – deux atomes d’hydrogène liés ensemble, appelés H2 — émet de la lumière à cette longueur d’onde, le filtre est donc utile pour visualiser les régions de formation d’étoiles dans les galaxies.

Cette image a été beaucoup nettoyée. Les images brutes n’ont pas été observées pour prendre de belles photos, mais pour mettre le télescope en service. Par exemple, vous voyez des points noirs sur Jupiter qui sont des pixels du détecteur qui ne sont pas correctement calibrés. L’objet brillant sur la gauche est Europe, la lune de Jupiter, qui était si brillante qu’elle a saturé les détecteurs et l’a inondée si fort que la région centrale est noire – pensez-y un peu comme essayer de remplir un seau avec une lance à incendie, contenant la plupart des l’eau. Ce n’est pas une analogie exacte, mais c’est proche.

Vous pouvez voir de nombreuses structures familières dans les sommets des nuages ​​de Jupiter, y compris les larges stries. Cependant, cette image est dans l’infrarouge, donc les choses semblent différentes. Par exemple, la grande tache rouge émet beaucoup de lumière à 2,12 microns, elle apparaît donc très brillante, tout comme plusieurs des larges bandes. Les pôles, qui apparaissent normalement sombres à la lumière visible, sont ici brillants. Ces différences entre ce que nous voyons dans la lumière visible et infrarouge renseignent les scientifiques planétaires sur les conditions dans les nuages ​​de Jupiter, les aidant à comprendre la chimie complexe et le comportement de ces structures.

Donc : la statue est fonctionnelle et plutôt cool. Mais ensuite, certaines personnes qui aiment jouer avec les images des télescopes spatiaux ont mis la main sur les données et yeGADS.

cette image a été traité par Ian Regan, qui travaille depuis longtemps avec des données spatiales. Il a nettoyé les données et appliqué différentes techniques pour faire ressortir les détails. Beaucoup plus de structure peut être vue dans l’atmosphère de la planète, ainsi que l’ombre d’Europe juste à gauche de la Grande Tache Rouge. Gentille.

Judy Schmidtdont le nom est peut-être familier aux lecteurs réguliers car j’ai déjà écrit plusieurs fois sur son travail, a également traité les données, mais a fait quelque chose de différent, créé une image couleur à partir de trois filtres différents, et les résultats sont tout simplement époustouflants:

Saint hourra. L’image du filtre de 2,12 microns est montrée ici en bleu, et elle a utilisé une combinaison de deux filtres – un filtre de 3,22 microns qui laisse passer la lumière d’une large gamme de longueurs d’onde, et un filtre de 3,23 microns avec une bande passante beaucoup plus étroite. la couche rouge.

En plus d’ajouter de la couleur, ses images ont étiré le contraste, révélant deux caractéristiques très remarquables.

Le premier est l’anneau de Jupiter ! Vous pouvez le considérer comme un mince arc elliptique à droite et à gauche de la planète elle-même. Bien qu’il ne soit pas aussi glorieux et voyant que les magnifiques anneaux de Saturne, l’anneau principal de Jupiter a été découvert en 1979 lorsque Voyager a survolé la planète géante. Plus tard, des anneaux plus faibles ont été trouvés. L’anneau principal est principalement composé de poussière, contrairement à celui de Saturne, qui est de la glace d’eau presque pure. Sur le côté droit de Jupiter, vous pouvez également voir deux points lumineux dans l’anneau ; ce sont les petites lunes Metis et Adrastrea, dont la gravité fait que les particules de poussière sont entraînées dans l’anneau étroit, et peuvent également être une source de la même poussière. Au fait, la faible lueur sur Europe à gauche est la lune Thèbes.

Voir l’anneau était une surprise, mais pas aussi grand que l’arc lumineux à la droite de Jupiter, juste à l’extérieur du bord incurvé de la planète elle-même !

Ce n’est pas clair. Il pourrait s’agir d’un artefact de la caméra détectant une planète aussi brillante, telle qu’une réflexion interne. Mais si c’est le cas, vous devez vous attendre à ce qu’il apparaisse sous la forme d’un disque solide et non d’un arc étroit. De nombreux scientifiques planétaires pensent qu’il pourrait plutôt s’agir d’une réalité : une nébuleuse de particules planant au-dessus des sommets des nuages. La lumière du soleil vient légèrement de la gauche sur cette image, il est donc possible qu’elle éclaire une fine couche dans la haute atmosphère. Si tel est le cas, il s’agit d’un autre bonus gratuit que JWST a offert aux scientifiques, un cadeau auquel personne ne s’attendait.

Et cela indique des gloires à venir. JWST a un programme complet, observant des objets de l’intérieur du système solaire jusqu’au bord de l’univers observable. Et ça ne fait que commencer.

Tu attends. Il y a beaucoup plus à venir. Beaucoup.


* JWST ne doit pas regarder Vénus ou Mercure, qui sont trop proches du soleil dans le ciel. L’observatoire est conçu pour bloquer la lumière du soleil afin d’éviter de chauffer les instruments et les miroirs, qui fonctionnent à des températures proches du zéro absolu. Pour cette raison, il ne peut observer que les objets du système solaire en dehors de l’orbite terrestre.

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