詹姆斯韋伯太空望遠鏡已接近完成長達數月的第一階段,即利用近紅外攝像機(NIRCAM)感應器。
研究小組面臨的挑戰有兩方面:確認NIRCAM已經準備好從天體收集光線,然後在18個主要鏡片中分別識別同一顆恆星的星光。結果是一幅由18個隨機組織的星光點組成的影象馬賽克,這是韋伯的非對齊鏡片的產物,所有這些都是從同一顆恆星反射過來的光,回到韋伯的第二面鏡子,進入NIRCAM探測器。
看上去像一張模糊星光的簡單影象,現在成了校準和聚焦望遠鏡的基礎,以便韋伯在今年夏天提供前所未有的宇宙檢視。在接下來的一個月左右,團隊將逐步調整映象部分,直到18張影象成為一顆星星。
“整個Webb團隊對拍攝影象和對準望遠鏡的第一步進展得如此之好而欣喜若狂。我們很高興看到光線進入NIRCAM,“亞利桑那大學NIRCAM儀器的首席研究員和攝政教授Marcia Rieke說。

這幅影象是透過將望遠鏡指向大熊座中一顆明亮而孤立的恆星HD 84406而形成的。這顆恆星之所以被特別選中,是因為它很容易識別,並且不被其他亮度相近的恆星排擠,這有助於減少背景混淆。圖中的每個點都被捕獲它的相應的主映象段標記。這些初步結果與預期和模擬非常吻合。
在2月2日開始的影象採集過程中,Webb被重新指向了圍繞恆星預測位置的156個不同位置,並使用NIRCAM的10個探測器生成了1560張影象,共計54千兆位元組的原始資料。整個過程持續了近25個小時,但不出所料的是,天文臺能夠在前6小時和16次曝光的每一個映象部分找到目標恆星。然後將這些影象拼接在一起,形成一個單一的大馬賽克,在一個框架中捕捉每個主鏡片的特徵。這裡顯示的影象只是大馬賽克的一箇中心部分,一個有超過20億畫素的巨大影象。
“最初的搜尋覆蓋了一個大約滿月大小的區域,因為部分點有可能散佈在天空中,”韋伯的副望遠鏡科學家、太空望遠鏡科學研究所的天文學家馬歇爾·佩林(Marshall Perrin)說。“在第一天就獲得如此多的資料需要韋伯在地球上的所有科學操作和資料處理系統從一開始就與天文臺在太空中順利合作。我們在搜尋的早期發現了來自中心附近所有18個部分的光!這是鏡子對準的一個很好的起點。“

美國宇航局戈達德太空飛行中心的Webb光學望遠鏡元件經理LeeFeinberg解釋了鏡子對準過程的早期階段。
在影象拼接中可以看到的每一個獨特的點都是韋伯的18個主要鏡片中的每一個都能看到的同一顆恆星,這是光學專家和工程師們將用來對齊整個望遠鏡的寶貴細節寶庫。這一活動決定了每個映象段的部署後對齊位置,這是將整個天文臺納入科學操作的功能調整的關鍵第一步。
NIRCAM是天文臺的波前感測器還有一個關鍵的影象。它被有意地選擇用於Webb的初始校準步驟,因為它具有廣闊的視野和在比其他儀器更高的溫度下安全執行的獨特能力。它還填充了定製的元件,這些元件的設計是為了具體地幫助這一過程。NIRCAM將在望遠鏡的鏡子的幾乎整個對準過程中使用。然而,重要的是要注意,NIRCAM在拍攝這些初始工程影象時執行的溫度遠高於理想溫度,視覺偽影可以在馬賽克中看到。隨著Webb逐漸接近其理想的低溫工作溫度,這些人工產物的影響將大大減輕。
“向太空發射Webb當然是一件令人興奮的事情,但對於科學家和光學工程師來說,這是一個巔峰時刻,來自恆星的光線正成功地透過系統進入探測器,”NASA戈達德太空飛行中心(Goddard Space Air Center)的韋伯天文臺專案科學家邁克爾·麥克爾溫(Michael McElwain)說。

這種“自拍”是使用NIRCAM儀器內部的專用瞳孔成像透鏡建立的,其目的是拍攝主要鏡片的影象,而不是空間的影象。這種配置不是在科學操作中使用的,而是嚴格用於工程和對齊目的的。在這種情況下,明亮的部分指向一顆明亮的恆星,而其他的部分目前不在同一條直線上,這張影象給出了儀器主鏡對準的早期指示。信貸:美國宇航局
展望未來,韋伯的影象將變得更清晰、更詳細、更復雜,因為它的其他三種儀器達到了預定的低溫工作溫度,並開始採集資料。第一批科學影象預計將在夏季交付給世界。雖然這是一個很重要的時刻,確認Webb是一臺功能望遠鏡,但在未來幾個月裡,我們還需要做很多工作,為天文臺利用其所有四個儀器進行全面的科學操作做好準備。