Next Generation Space Telescope

[Uwe]

Hallo Christoph,

wirklich erstaunlich, was da alles erscheint. Nichtsdestotrotz ist auch die Anzahl der Galaxien im Hintergurnd überwältigend. Das wimmelt ja wie Wasserflöhe in der Regentonne....

[Andreas-TAL]

Ja, enorm was jetzt schon (faktisch "nur" auf der Achse) an Dingen "zu sehen" war.

Das "fine phasing" als Justierschritt ist nun auch erfolgt, d.h. nun ist auch über das gesamte Feld die Abbildung optimiert (und nicht nur auf der Achse).

Und weiter geht´s in atemberaubenden Tempo: Jetzt kommt das "Multi-Instrument Alignment".
Also nachdem das Teleskop jetzt nahezu optimal abbildet, werden die einzelnen Instrumente so justiert, dass sie optimal zueinander passen - UND (wie krass ist dass denn ) dass sie GLEICHZEITIG (also parallel) verwendet werden können. Das kuriose ist, dass man nicht nur mit einem Instrument beobachten kann, sondern, dass weitere Instrumente (zwar nicht exakt denselben Himmelsausschnitt), aber Bildbereiche "daneben" beobachten und untersuchen können. Also ALLE Instrumente können ZU JEDER ZEIT GLEICHTZEITIG Daten sammeln und beobachten. Wenn es auch nicht der exakt identische Bildausschnitt ist, so überlappen sich teilweise die Ausschnitte.

You might be wondering: If all of the instruments can see the sky at the same time, can we use them simultaneously? The answer is yes! With parallel science exposures, when we point one instrument at a target, we can read out another instrument at the same time. The parallel observations don’t see the same point in the sky, so they provide what is essentially a random sample of the universe. With a lot of parallel data, scientists can determine the statistical properties of the galaxies that are detected. In addition, for programs that want to map a large area, much of the parallel images will overlap, increasing the efficiency of the valuable Webb dataset.
(Jonathan Gardner, Webb deputy senior project scientist)

Also die Beobachtungsplanung möchte ich nicht machen. Man muss ja nicht nur ein Instrument im Blick haben, sondern alle und deren Bereiche:
Auf irdische Vergleiche übertragen wäre das ja so, als würde ein Teil den Kern von M31 aufnehmen, während ein zweites vielleicht Kugelsternaufhaufen in den Spriralarmen erwischt, Nummer drei die Lichtkurve eines Cepheiden sieht und Nummer vier das Spektrum eines Emmissionsnebels analysiert (wobei die JWST Instrumente natürlich anderes untersuchen als im obigen Beispiel).

Wie das geht - keine Ahnung - wahrscheinlich mit Zauberei  .

[Andreas-TAL]

So, es gibt wieder Neuigkeiten zu vermelden. Die Instrumente sind jetzt alle (zumindest in einer ersten Runde) kalibriert und justiert. Nun geht es darum das Hauptinstrument (MIRI) auf seine Betriebstemperatur von nur wenigen Kelvin über dem absoluten Nullpunkt zu bringen. Dazu genügt nicht einmal die Kälte des Weltraums, sondern man benutzt (wie auch sonst) flüssiges Helium, dass zirkuliert. Allerdings versteckt sich dahinter ein komplexes System, dass ähnlich einer Wärmepumpe funktioniert. Also die Temperaturveränderung, die sich bei Kompression und anschließender Ausdehnung eines Gases ergibt, nutzt, um noch tiefere Temperaturen zu erreichen.

Na gut, ein Kühlschrank funktioniert ähnlich …
Jedenfalls kritisch, weil das dieses Pumpen-, Düsen-, Kompression-, Extensions-. Ventil- … Zusammenspiel sehr sensibel ist und MIRI erst bei diesen extremen Temperaturen wirklich voll arbeiten kann.

Andreas.TAL

[Ulf]

Hallo,

ich habe aus gegebenen Anlass den Thread in Next Generation Space Telescope umbenannt.

[Andreas-TAL]

Alles läuft weiter nach Plan.
MIRI hat mittlerweile seine Betriebstemperatur von nur noch 6-7K über dem absoluten Nullpunkt erreicht. Die Kühleinheit arbeitet völlig problemlos, sogar besser als erwartet.
Nachdem nun fast alles auf „Betriebstemperatur“ ist, beginnt man nun nochmals (eben iterativ) mit einer Feinjustage der Spiegel.
Danach sind die Arbeiten an den Komponenten des Teleskops selbst abgeschlossen und das Teleskop liefert sein mögliches Optimum an Daten.
Folgerichtig werden dann alle Instrumente vollständig in Betrieb genommen, kalibriert, justiert, upgedated, damit im nachfolgenden „Image-Train“ das Optimum an Daten auch ausgewertet werden kann.
Ich denke spätestens dann dürften einige „pretty pictures“ veröffentlicht werden. Eigentlich müsste man eher schreiben „coole Aufnahmen“ …

Raumfahrtmissionen und Weltraumfahrt insgesamt sind ja mittlerweile öffentlichkeitswirksame Geschäftsmodelle und sei es nur um Mittel für andere Missionen einzuwerben oder vom Kongress genehmigt zu bekommen.

Andreas.TAL

[Ulf]

Hallo Andreas,

die Pretty Pictures werden aber wohl nicht im Hubble Style sein, oder?

[Andreas-TAL]

Da wäre ich mir nicht so sicher.

Das ist natürlich „streng genommen“ nicht wissenschaftlich, aber man braucht ja nur die Wellenlängen verschieben, und schon hat man Bilder, wie sie das Auge wahrnehmen würde.
Das Teleskop hat einen Beobachtungsbereich vom tiefen (visuellem) Rot bis ins mittlere Infrarot hinein.

Im Prinzip muss man die Wellenlängen verschieben, also einer Wellenlänge im (nicht sichtbaren) Infrarotbereich eine bestimmte (sichtbare) Farbe zuordnen. Das machen die astrofotografischen Künstler auch nicht groß anders. In der Realität ist es etwas komplexer, weil der beobachtete Wellenlängenbereich des Teleskops viel größer ist, als der Bereich des sichtbaren Lichts, als man muss gleichzeitig auch noch die „Bandbreite“ umrechnen und quasi schrumpfen.

Aber ich kann mir nicht vorstellen, dass sich die NASA die Gelegenheit vergibt, solche Bilder zu erstellen und stattdessen nur Zahlenkolonnen produziert oder kleine 8 Bit Graustufenbilder. Zumal es ja auch in der Wissenschaft wieder auf einen „Kampf der Systeme“ hinausläuft und man die Überlegenheit des jeweiligen Gesellschaftsmodells demonstrieren will.

Ich denke da wird einiges „visualisiert“ werden. Natürlich immer mit dem Hinweis, dass man jetzt etwas sieht, was man nicht sehen kann.

[Christoph]

Hallo Andreas!
Und man hat ja noch immer Hubble-Bilder, die man "beimischen" kann für schöne Aufnahmen.
Hybridbilder sind ja auch schon seit geraumer Zeit unterwegs, um die Schönheit des Universums darzustellen.

Dann sind wir mal gespannt, was da kommen wird!  
Ein paar Euros haben wir ja auch beigesteuert...

[Andreas-TAL]

So, die Justage des JWST ist vollständig. Nach 4 (?) iterativen Schritten ist man am Optimum angekommen und das schaut über die Instrumente hinweg so aus:
https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch...4000px.jpg
Das Bild zeigt einen kleinen Ausschnitt im Bereich der großen magellanischen Wolke.

Nun gibt es doch eine Sache, die zumindest ein halbes Körnchen Salz in das Festmahl streut. Die Spiegel kühlen nicht so tief herunter, wie man es erwartet hat. Zumindest vier der Spiegelelemente liegen nach wie vor zwischen 2,6 - 4,5 Kelvin ÜBER den erwarteten Temperaturen. Der kälteste Spiegel liegt bei knapp 30 Kelvin, die „wärmsten“ doch noch bei 52,6 - 54,6 Kelvin und verharren da. Bei Temperaturen über 50 K gerät aber Infrarotstrahlung, die die Spiegel selbst emittieren (minimalst, aber trotzdem) in die Messinstrumente. Das heißt ein Teil der Kalibrierung der Instrumente wird es sein (analog zu den Darks der Astrofotografen), Modelle zu erstellen, um die störenden Daten (das minimale Rauschen im Infrarotbereich, dass durch die Spiegel verursacht wird) herauszurechnen. Man erwartet, dass die Spiegel noch irgendwas zwischen 0,5 und 2K abkühlen, aber zumindest in der jetzigen Position des Teleskops sind einige einen „Furz“ zu warm. Da das Spiegelmaterial aus Beryllium ist (das hat man gewählt, weil das bei diesen Temperaturen keinerlei Formveränderung mehr hat), ist die Justage selbst nicht betroffen.

Ein Teil der „zu warmen Spiegel“ könnte schlichtweg auch an der momentanen Position des Teleskops liegen. Das Thermoschild arbeitet super effektiv, aber es genügt ja schon ein winziger Streulichtreflex der irgendwo dauerhaft auftrifft und schon sammelt sich da thermische Energie.

Jetzt beginnt man mit den ersten Testaufnahmen, vor allem in Relation zur Position des Teleskops. Also man richtet das Teleskop auf verschiedene Himmelsregionen aus, damit verändert sich auch die Position des Hitzeschilds und misst dann, wie sich das auf das thermische Verhalten der Spiegel und der anderen Teile des Teleskops auswirkt. Also nach dem „First Light“ kommt sozusagen der „First Move“.

Ich bin echt gespannt was durch das Next Generation Space Teleskop alles (irgendwie auch im wahrsten Sinn des Wortes) aus dem Infraroten in das Tageslicht befördert wird. Von seiner Leistungsfähigkeit ist es weit, weit jenseits von Hubble und schon dessen Ergebnisse haben einen ja umgehauen und waren in vielen Bereichen revolutionär. Gerade im Bereich der ExoPlaneten-Forschung könnte ein in enormer Wissenszuwachs bevorstehen.

Andreas-TAL

PS:
Gerade wenn man auf die MIRI – Bilder von dem Link oben kuckt, sieht man schon, dass da auch eine Art „Pretty Pictures“ herauskommen wird. Das MIRI Bild zeigt ja jetzt schon viele Strukturen, die wir mit Gasnebeln, Staubwolken und dergleichen mehr in Verbindung bringen. Momentan halt alles in braun – rot – gelb – weiß. Aber das ist ja wirklich nur ein Spielen an Reglern, bzw. liegt an (noch) fehlenden Luminanz-Aufnahmen zum Drüberlegen.

[Andreas-TAL]

Ein Vergleich der Auflösungen - wow!
Ich verlinke es nur, will das Bild nicht klauen …
https://mobile.twitter.com/AndrasGaspar/...0985148418
Hui, was für eine Entwicklung.

[Christoph]

Hallo!
Dazu vielleicht eine PM des MPIA.

[Joachim]

[Andreas-TAL]

Countdowns kommen gerade in Mode, wie es scheint …. nicht nur bei „Schwarzen Löchern“.
Jetzt gibt es einen Countdown beim JWST bis zur Veröffentlichung der ersten Bilder.
https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/countdown.html
Das werden dann die ersten „Pretty Pictures“ in Vollfarbenversion sein und ein Auszug aus allen möglichen bisher erstellten (tlw.) Testbildern u.a.

Wen die geplanten wissenschaftlichen Beobachtungsprogramme interessieren, der wird hier fündig:
https://www.stsci.edu/jwst/science-execu...d-programs

Es gibt mittlerweile gigantisch viele Beobachtungsprogramme und Planungen. Die Betreiber haben tatsächlich auf der Webseite auch die Möglichkeit freigeschaltet, sich für eine Beobachtungssequenz mit dem JWST zu bewerben, sofern Dokumentation, Ziel und Reputation überzeugend sind. Lustig sind auch die „GTO“ Programme (guaranteed time observations). Das ist exklusive Beobachtungszeit (immerhin 16 %), die den Wissenschaftlern eingeräumt wird, die bei der Entwicklung und Fertigstellung des Teleskops federführend beteiligt waren.

Ab jetzt beginnt der Wettlauf gegen die Zeit - und je länger die Zeit voranschreitet, desto wahrscheinlicher ist es, dass irgendwelche Komponenten auf der Strecke bleiben. Das Teil hat eine endliche Lebensdauer und soll natürlich 24/7 zu Datensammlung genutzt werden …

Andreas.TAL

[Andreas-TAL]

Am Dienstag ist es soweit.

Mit der Veröffentlichung der ersten Bilder beginnt die wissenschaftliche Arbeit des Teleskops.
Was man so hört, werden Aufnahmen des Carina Nebels zu sehen sein und auch Daten zu WASP-96b einem extrasolaren Gasplaneten in knapp 1000 Lichtjahren Entfernung veröffentlicht. Von Aufnahmen kann man da glaube ich nicht sprechen.

Gerade die Daten zum Gasriesen sollte das enorme Potential des Teleskops zeigen, da WASP-96b (von der Erde aus wiederholt er seinen Transit vor seiner Sonnenscheibe alle drei Tage) ein perfekter Kandidat ist um auf diese Art und Weise über Spektralanalysen seine Atmosphäre exakt zu bestimmen.

Das wird die Blaupause (wenn es denn mit ausreichend großer Genauigkeit und Zuverlässigkeit funktioniert), um eventuelle Spuren oder Indikatoren von Leben bei erdähnlichen, extrasolaren Planeten in habitablen Zonen zu finden.

Andreas.TAL

[Joachim]

Gleich: White House briefing zum ersten Bild

https://www.nasa.gov/multimedia/nasatv/index.html#media
https://www.youtube.com/watch?v=21X5lGlD...e=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=Z13QK1shc7A

[Joachim]

Jetzte.
https://www.youtube.com/watch?v=Z13QK1shc7A

[Joachim]

https://www.nasa.gov/webbfirstimages

[Joachim]

https://www.youtube.com/watch?v=vmdK_9qQwFQ

[Andreas-TAL]

Da kommt noch was nach. bzw. das Eigentliche kommt erst! Nach der Presidential Show mit einem JWST Deep Field, kommt heute (16:30 MESZ) der ganze Satz an Aufnahmen und Daten.
Das mit dem White House Briefing war eher ungeplant, aber wer sagt schon NEIN, wenn auf die Anfrage, ob der Präsident der Vereinigten Staaten sich dazu äußern will, die Rückmeldung kommt: Dann lasst uns White House Briefing machen.
Also hat man ein Bild „vorgezogen“ …
Andreas.TAL

[Philipp]

Hallo Andreas,

jetzt hast du uns ja reichlich mit Info versorgt. Es wird der Auftakt einer neuen spannenden Ära in der Astronomie werden auf die wir uns alle Interessierten freuen dürfen. 
Hubble war und ist immer noch gut, doch das JWST stellt noch mal eine neue Dimension dar.

[Andreas-TAL]

Zusätzlich zu dem oben schon genannten gibt es noch Aufnahmen von NGC 3132 (ein planetarischer Nebel am Südsternhimmel) und von Stephans Quintett.
Die schon publizierte Aufnahme von SMACS (southern massive cluster survey) 0723 lässt ahnen, was da an Details kommen wird.

[Christoph]

Uff! Jetzt weiß ich endlich, wie das um das Stephan´s Quintett aussieht!  

https://www.esa.int/var/esa/storage/imag...illars.png

Und lerne: Flat-Korrektur ist kein triviales Unterfangen!

[Andreas Paul]

Hallo,

ja leck mich am Fangspiegel, was für ein künstlich gelacktes Bild!
Echt grandioser Ami-Kitsch ... 
Kommt für mich am besten mit geschlossenen Augen ... 

Also natürlich isses phänomenal, was da im Hintergrund herumschwirrt.
Aber es sieht einfach massiv künstlich aus. Da lobe ich mir ehrlich  und
glaubwürdig wirkende Bilder von hier aus dem Forum.

Viele Grüße,
Andreas

Höre zu, was ein Mensch dir nicht sagt.

[Andreas-TAL]

Hihi, ich gucke gerade parallel im Haus der Astronomie in Heidelberg eine Veranstaltung mit vier hochkarätigen Referenten zu den fünf Bildern und Diskussion.
Einer der Referenten hat die Formulierung benutzt (zum Carina Nebel) und wenn man die Daten so massiert …

[Andreas-TAL]

https://www.nasa.gov/sites/default/files...al-5mb.jpg

Das ist ein Massage-Ergebnis!

[Simon]

Hallo zusammen,

bei den Bildern fehlt der Smiley mit der kaputten Kinnlade. Die Bilder, vor allem Stephan´s Quintet beeindrucken mich sehr. Ich bin gespannt was da sonst noch kommt.

Gruß
Simon

[Andreas-TAL]

Ja, das ist wirklich ein Quantensprung. Das war insgesamt nur 5 Tage Datensammeln für alle (!) Bilder zusammen. Das Spektrum von WASP 96P wurde bei einem einzigen Transit (!) gewonnen. Da geht noch viel viel mehr an Information.
Die zukünftigen Daten sollen jetzt immer im Wochenrhythmus heruntergeladen (und veröffentlicht?) werden.

[Andreas-TAL]

Um es noch zu konkretisieren und mal im Vergleich auf den Punkt zu bringen.

Für das „Ultra Deep Field“ Bild, was als erstes vorgestellt wurde, hat Hubble insgesamt etwas mehr als 550 Stunden Belichtungszeit, also rund 23 Tage Daten sammeln müssen.
Das JWST hat für seine Aufnahme, die noch um mehrere Klassen tiefer reicht, insgesamt 12,5 Stunden Daten gesammelt.

Als Hubbel „ins Laufen kam“ haben uns ja schon die Aufnahmen umgehauen. Man kann vielleicht erahnen, was uns durch das JWST-Werkzeug noch bevorstehen könnte, so es denn funktionsfähig bleibt.

[Christoph]

https://www.nasa.gov/sites/default/files...al-5mb.jpg

Das ist ein Massage-Ergebnis!

Und es soll gar nicht der Eta-Carina-Nebel sein:
https://twitter.com/galaxy_map/status/15...8456400896
https://twitter.com/galaxy_map/status/15...3605379072

NGC 3324 liegt schlappe 100 Parsec dahinter. Mehr Infos dazu unter:
http://spider.seds.org/ngc/ngc.cgi?CatalogNumber=3324
bzw. Eta-Carina selbst:
https://spider.seds.org/ngc/ngc.cgi?CatalogNumber=3372

Aber was macht das, wenn man so tolle Bilder produziert, äh massiert.