Mauvaise astronomie | Les images de Jupiter de JWST sont remarquables

Le 12 juillet 2022, les premières images et spectres de JWST ont été publiés, et ils étaient absolument remarquables. Galaxies, étoiles, nébuleuses et même observations de l’atmosphère d’une exoplanète lointaine – toutes sont incroyables et ne sont qu’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 ont activement soumis JWST à 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 de l’espace lointain ne se déplacent que d’environ 1° par jour (360° autour du Soleil par an divisés par 365 jours par an). Ce n’est pas trop difficile.

Mais les objets du système solaire se déplacent beaucoup plus rapidement. Premièrement, ils orbitent autour du Soleil, donc ils se déplacent contre les étoiles d’arrière-plan, plus la Terre – et donc JWST – orbitent plus vite que les planètes extérieures, ce qui augmente leur mouvement.*. JWST doit pouvoir observer ces cibles si les astronomes espèrent les observer.

Pour tester ses capacités, ils ont demandé à JWST de pointer Jupiter, le roi des planètes. Et pourquoi pas : elle est grande et lumineuse, donc les expositions peuvent être courtes, et elle se déplace plus rapidement que les autres exoplanètes, donc si JWST peut la suivre, nous sommes tous prêts.

Ces images de tests techniques n’ont pas été publiées avec les autres, mais ont été rendues publiques dans les archives de données. De nombreuses personnes différentes les ont attaqués en utilisant leurs compétences pour créer des images à partir des données. Et oh mon dieu, les résultats. Oh, mien.

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

Ouah.

Il a été photographié à l’aide d’un filtre de 2,12 microns, qui sélectionne la lumière avec des longueurs d’onde environ 2 à 3 fois plus grandes que l’œil humain. Ce filtre particulier laisse passer une gamme très étroite de longueurs d’onde, ce qui est utile 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 appelés H2 — émet de la lumière à cette longueur d’onde, le filtre est donc utile pour visualiser les régions de formation d’étoiles des galaxies.

Cette image a été considérablement nettoyée. Les images brutes n’étaient pas visionnées pour faire de belles images, mais plutôt pour déployer le télescope. Par exemple, vous voyez des points noirs sur Jupiter, qui sont des pixels détecteurs 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, l’inondant tellement que le centre est noir – pensez-y un peu comme essayer de remplir un seau avec une lance à incendie, avec la plupart des l’eau jaillissant. Ce n’est pas une analogie exacte, mais assez proche.

Les sommets des nuages ​​de Jupiter présentent de nombreuses structures familières, y compris de larges stries. Cependant, cette image est infrarouge, donc les choses semblent différentes. Par exemple, la Grande Tache Rouge émet beaucoup de lumière à 2,12 microns, elle apparaît donc très lumineuse, comme le font plusieurs larges bandes. Les pôles, qui apparaissent normalement sombres à la lumière visible, sont ici brillants. Ces différences entre la lumière visible et infrarouge renseignent les scientifiques planétaires sur les conditions des nuages ​​de Jupiter, les aidant à comprendre la chimie complexe et le comportement de ces structures.

Donc : l’image 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 édité par Ian Regan, qui travaille depuis longtemps avec des données spatiales. Il a nettoyé les données et appliqué diverses 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 à gauche de la Grande Tache Rouge. Mignonne.

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

Sacré beurk. L’image du filtre de 2,12 microns est montrée ici en bleu, et il a utilisé une combinaison de deux filtres pour créer le rouge : un filtre de 3,22 microns qui laisse passer la lumière dans une large gamme de longueurs d’onde, et un filtre de 3,23 microns avec un filtre beaucoup plus étroit. passe-bande. couche.

En plus d’ajouter de la couleur, ses images ont le contraste tendu vers le haut, ce qui fait ressortir deux qualités très remarquables.

Le premier est l’anneau de Jupiter ! Vous pouvez le voir comme un mince arc elliptique à droite et à gauche de la planète elle-même. Bien qu’il ne soit pas aussi brillant et coloré que les magnifiques anneaux de Saturne, l’anneau principal de Jupiter a été découvert en 1979 lorsque Voyager a survolé la planète géante. Des anneaux plus foncés ont été trouvés plus tard. L’anneau principal est principalement constitué de poussière, contrairement à celui de Saturne, qui est de la glace d’eau presque pure. Deux points lumineux peuvent également être vus sur le côté droit de l’anneau de Jupiter ; ce sont les minuscules lunes Metis et Adrastrea, dont la gravité aide à maintenir les particules de poussière ensemble dans un cercle serré et peut également être la source de cette poussière. La faible lueur au-dessus d’Europe sur la gauche est la Lune Thèbes, soit dit en passant.

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

On ne sait pas ce que c’est. Cela pourrait être un artefact de la caméra observant une planète aussi brillante, telle qu’une réflexion interne. Mais si c’est le cas, vous vous attendez à ce qu’il apparaisse comme un disque solide, pas comme un arc étroit. De nombreux planétologues pensent que cela pourrait être réel : une brume de particules flottant au-dessus des nuages. La lumière du soleil vient légèrement vers la gauche sur cette image, il est donc possible qu’elle illumine 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 fait allusion aux gloires à venir. JWST a un programme complet, observant des objets de l’intérieur du système solaire jusqu’aux confins de l’univers observable. Et ça ne fait que commencer.

Attends. Il y a beaucoup plus à venir. Beaucoup.


* JWST ne peut pas regarder Vénus ou Mercure, qui sont trop proches du Soleil dans le ciel. Le but de l’observatoire est de garder la lumière du soleil à l’extérieur pour éviter le réchauffement des instruments et des miroirs, qui fonctionnent à des températures proches du zéro absolu. Par conséquent, il ne peut observer que les objets du système solaire en dehors de l’orbite terrestre.

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