Wrth i olau deithio trwy'r gofod, caiff ei ymestyn gan ehangiad y bydysawd.Dyna pam mae llawer o'r gwrthrychau pellaf yn disgleirio yn yr isgoch, sydd â thonfedd hirach na golau gweladwy.Ni allwn weld y golau hynafol hwn â'r llygad noeth, ond mae Telesgop Gofod James Webb (JWST) wedi'i gynllunio i'w ddal, gan ddatgelu rhai o'r galaethau cynharaf a ffurfiwyd erioed.
Cuddio Agorfa: A tyllogmetelmae plât yn blocio rhywfaint o'r golau sy'n mynd i mewn i'r telesgop, gan ganiatáu iddo ddynwared ymyrrwr sy'n cyfuno data o delesgopau lluosog i gyflawni cydraniad uwch nag un lens.Mae y dull hwn yn dwyn allan fwy o fanylder mewn gwrthddrychau dysglaer iawn yn agos, megys dwy seren gyfagos yn yr awyr.
Arae Gât Micro: Gellir agor neu gau grid o 248,000 o giatiau bach i fesur y sbectrwm - lledaeniad golau i lawr i'w donfeddi cyfansoddol - ar 100 pwynt mewn un ffrâm.
Sbectrometer: Mae gratio neu brism yn gwahanu golau digwyddiad yn sbectrwm i ddangos dwyster tonfeddi unigol.
Camerâu: Mae gan JWST dri chamera - dau sy'n dal golau yn y tonfeddi isgoch bron ac un sy'n dal golau yn y tonfeddi isgoch canol.
Uned maes annatod: Mae'r camera a'r sbectromedr cyfun yn dal delwedd ynghyd â sbectrwm pob picsel, gan ddangos sut mae golau'n newid yn y maes golygfa.
Coronograffeg: Gall llacharedd gan sêr llachar rwystro golau gwan o blanedau a disgiau malurion sy'n cylchdroi'r sêr hynny.Mae coronograffau yn gylchoedd afloyw sy'n rhwystro golau seren llachar ac yn caniatáu i signalau gwannach basio drwodd.
Synhwyrydd Canllawiau Cain (FGS) / Delweddydd Isgoch Gerllaw a Sbectrometer Heb Slit (NIRISS): Mae'r FGS yn gamera pwyntio sy'n helpu i bwyntio'r telesgop i'r cyfeiriad cywir.Mae wedi'i becynnu â NRISS sydd â chamera a sbectromedr sy'n gallu dal delweddau a sbectra isgoch yn agos.
Sbectromedr Ger Isgoch (NIRSpec): Gall y sbectromedr arbenigol hwn gaffael 100 sbectra ar yr un pryd trwy amrywiaeth o gaeadau micro.Dyma'r offeryn gofod cyntaf sy'n gallu perfformio dadansoddiad sbectrol o gynifer o wrthrychau ar yr un pryd.
Ger Camera Isgoch (NIRCam): Yr unig offeryn bron isgoch gyda choronagraff, bydd NIRCam yn offeryn allweddol ar gyfer astudio allblanedau y byddai eu golau fel arall yn cael ei guddio gan lacharedd sêr cyfagos.Bydd yn dal delweddau agos-goch a sbectra cydraniad uchel.
Offeryn Isgoch Canol (MIRI): Y cyfuniad camera / sbectrograff hwn yw'r unig offeryn yn y JWST sy'n gallu gweld golau isgoch canol yn cael ei allyrru gan wrthrychau oerach fel disgiau malurion o amgylch sêr a galaethau pell iawn.
Bu’n rhaid i wyddonwyr wneud addasiadau i droi data crai JWST yn rhywbeth y gall y llygad dynol ei werthfawrogi, ond mae ei ddelweddau’n “real,” meddai Alyssa Pagan, peiriannydd gweledigaeth wyddonol yn Sefydliad Gwyddoniaeth Telesgop Gofod.“Ai dyma mewn gwirionedd y bydden ni’n ei weld pe baen ni yno?Yr ateb yw na, oherwydd nid yw ein llygaid wedi’u cynllunio i weld yn yr isgoch, ac mae telesgopau yn llawer mwy sensitif i olau na’n llygaid.”Mae maes golygfa estynedig y telesgop yn ein galluogi i weld y gwrthrychau cosmig hyn yn fwy realistig nag y gall ein llygaid cymharol gyfyngedig.Gall JWST dynnu lluniau gan ddefnyddio hyd at 27 hidlydd sy'n dal gwahanol ystodau o'r sbectrwm isgoch.Yn gyntaf, mae gwyddonwyr yn ynysu'r ystod ddeinamig fwyaf defnyddiol ar gyfer delwedd benodol a graddfa'r gwerthoedd disgleirdeb i ddatgelu cymaint o fanylion â phosibl.Yna fe wnaethant roi lliw i bob hidlydd isgoch yn y sbectrwm gweladwy - daeth y tonfeddi byrraf yn las, a daeth y tonfeddi hirach yn wyrdd a choch.Rhowch nhw at ei gilydd ac rydych chi'n cael eich gadael gyda'r cydbwysedd gwyn arferol, cyferbyniad a gosodiadau lliw y mae unrhyw ffotograffydd yn debygol o'u gwneud.
Tra bod delweddau lliw llawn yn syfrdanol, mae llawer o ddarganfyddiadau cyffrous yn cael eu gwneud un donfedd ar y tro.Yma, mae offeryn NIRSpec yn dangos nodweddion amrywiol Nifwl Tarantwla trwy amrywiolffilterau.Er enghraifft, mae hydrogen atomig (glas) yn pelydru tonfeddi o'r seren ganolog a'i swigod cyfagos.Rhyngddynt mae olion hydrogen moleciwlaidd (gwyrdd) a hydrocarbonau cymhleth (coch).Mae tystiolaeth yn awgrymu bod y clwstwr seren yng nghornel dde isaf y ffrâm yn chwythu llwch a nwy tuag at y seren ganolog.
Cyhoeddwyd yr erthygl hon yn wreiddiol yn Scientific American 327, 6, 42-45 (Rhagfyr 2022) fel “Behind the Pictures”.
Mae Jen Christiansen yn uwch olygydd graffeg yn Scientific American.Dilynwch Christiansen ar Twitter @ChristiansenJen
yn Uwch Olygydd y Gofod a Ffiseg yn Scientific American.Mae ganddi radd baglor mewn seryddiaeth a ffiseg o Brifysgol Wesleaidd a gradd meistr mewn newyddiaduraeth wyddonol o Brifysgol California, Santa Cruz.Dilynwch Moskowitz ar Twitter @ClaraMoskowitz.Llun trwy garedigrwydd Nick Higgins.
Darganfyddwch wyddoniaeth sy'n newid y byd.Archwiliwch ein harchif ddigidol sy'n dyddio'n ôl i 1845, gan gynnwys erthyglau gan dros 150 o enillwyr Nobel.