¿Qué modos del instrumento JWST son compatibles con las observaciones de los brillantes planetas trans-Tierra Marte, Júpiter y Saturno? ¿Cuáles no lo son?

Mi comentario dice:

...respuestas a la pregunta de Space SE ¿Puede James Webb tomar fotografías de nuestro sistema solar? ¿De qué manera se diferenciarán o complementarán a los del Hubble? sugieren que en algún momento JWST podría molestarse en mirar directamente a Júpiter y Saturno, aunque no está programado para hacerlo en el primer ciclo, ya que hay observaciones más fundamentales para su razón de ser para hacerlo primero .

y el siguiente comentario informa con la cita

"Los brillos infrarrojos muy grandes de Marte, Júpiter y Saturno pueden limitar las observaciones de Webb de estos planetas a un subconjunto de los modos del instrumento".

que posiblemente se cita de las preguntas frecuentes técnicas de JWST de la NASA sobre una variedad de problemas, aspectos y capacidades de la misión. .

Pregunta: ¿Qué modos de instrumento JWST son compatibles con las observaciones de los brillantes planetas trans-Tierra Marte, Júpiter y Saturno? ¿Cuáles no lo son?

(Muy) ligero en detalles, pero uno de los programas de ciencia de liberación anticipada aprobados está utilizando todos los instrumentos JWST para observar a Júpiter...
Pequeña corrección: Marte es uno de los planetas interiores, no los planetas exteriores.
@gerrit ajustado, gracias!

Respuestas (2)

Hay propuestas aprobadas para el Ciclo 1 para apuntar el JWST a

En esos archivos PDF, describen exactamente qué instrumentos quieren señalar dónde, pero para resumir, hasta donde puedo decir, planean intentar usar casi todos los instrumentos disponibles para obtener imágenes de Júpiter y Saturno. La misión anterior solo planea usar NIRSpec y NIRCam en Marte, pero no está claro si eso es por razones técnicas o si eso es todo lo que se requiere para los datos que desean.

Buenos enlaces, voté a favor. Acerca de Marte, este artículo de Villaneuva y colegas en 2016 dice que el instrumento MIRI de longitud de onda larga simplemente se saturará debido a la alta temperatura de Marte: dx.doi.org/10.1088/1538-3873/128/959/018004

Se pueden utilizar todos los modos. Pero para objetivos brillantes, las observaciones se limitan a filtros específicos, subarreglos, regiones del planeta objetivo o intervalos espectrales.

James Norwood y sus colegas escribieron un artículo sobre este tema, aunque la respuesta completa es complicada debido a la parte del "subconjunto de los modos del instrumento". La respuesta más simple de entender es para el generador de imágenes, NIRCam:

ingrese la descripción de la imagen aquí

En este gráfico, el brillo de los planetas en función de la longitud de onda se muestra como curvas de colores, mientras que las pequeñas líneas negras muestran los filtros de paso de banda y los límites de saturación. Por lo tanto, cualquier segmento de color sobre las líneas negras significa que ese objetivo en particular estaría saturado. Esto da una idea aproximada de qué filtros se pueden usar en el generador de imágenes en estos planetas, pero estos valores pueden variar según parámetros como qué parte del planeta se fotografia, si se usa un subarreglo más pequeño o más grande (lo que afecta el tiempo mínimo de lectura), e incluso cosas como la luz dispersa de los anillos de Saturno (que puede ser mucho más brillante que la atmósfera en algunas de estas longitudes de onda). Además, las estimaciones de sensibilidad para NIRCam se revisaron después de Norwood++2016papel, y más revisiones vendrán de las pruebas en vuelo.

El artículo de Norwood++2016 contiene cifras similares para algunos de los modos espectroscópicos, donde surgen complicaciones adicionales. Un espectro podría estar saturado en algunas longitudes de onda, pero no en otras, entonces, ¿se consideraría esa observación exitosa, parcialmente exitosa o no exitosa?

El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial también reunió una colección de bonitos folletos científicos de JWST de 2 páginas , mucho más atractivos que el artículo de Norwood++2016 , que cubren lo que JWST puede/hará para los objetivos mencionados en el original. pregunta:

El volante de Marte muestra algunos trucos bastante ingeniosos. ¿El objetivo es demasiado brillante? ¡Observa su lado nocturno!

¡Gracias por su respuesta exhaustiva, reflexiva y abundante! Tengo curiosidad por Marte, es 1 / r 2 de la Tierra puede variar en medio orden de magnitud. ¿Sabes si esos límites son para cerca o para lejos?
@uhoh Cuando Marte está más lejos de la Tierra, también está en el lado soleado del telescopio y, por lo tanto, no es observable. (Esta no es una respuesta a su pregunta, pero creo que esto reduce el cambio relativo en el brillo observado por el telescopio).
eso definitivamente es lo suficientemente bueno como respuesta a mi pregunta, ¡gracias!
En realidad, al determinar el brillo de una fuente extendida (resuelta), no importa qué tan cerca esté del observador. Cada píxel de la observación tendrá el mismo brillo, pero la distancia solo indica si el objeto ocupa 100 o 200 píxeles. Sin embargo, la distancia heliocéntrica es importante para la luz solar reflejada.
@giardia No vi tu comentario hasta ahora. ¡Sí, por supuesto que tienes razón! Si camina hacia una pared, ¡no se vuelve más brillante! Siempre que el límite no esté relacionado con algo como el calor total depositado en el sensor y solo esté relacionado con los efectos por píxel, entonces la distancia entre JWST y el planeta realmente no importa.
¿Qué modos del instrumento JWST son compatibles con las observaciones de los brillantes planetas trans-Tierra Marte, Júpiter y Saturno? ¿Cuáles no lo son?
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