¿Puede James Webb tomar fotografías de nuestro sistema solar? ¿De qué manera se diferenciarán o complementarán a los del Hubble?

Tengo curiosidad por saber si el telescopio espacial James Webb podrá tomar fotografías de nuestros propios planetas como Júpiter / Saturno como lo hizo el Hubble.

En caso afirmativo, ¿qué tan diferentes se espera que se vean estas imágenes de las del Hubble, ya que Webb está optimizado para infrarrojos?

Hay algunas bandas infrarrojas en las que los grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa pueden ver a través de la atmósfera y producir imágenes de alta resolución, pero no sé hasta dónde llegan al infrarrojo o si incluso miran los planetas.
De Wikipedia: "Los objetos relativamente fríos (temperaturas inferiores a varios miles de grados) emiten su radiación principalmente en el infrarrojo, como lo describe la ley de Planck. Como resultado, la mayoría de los objetos que son más fríos que las estrellas se estudian mejor en el infrarrojo. Esto incluye el nubes del medio interestelar, enanas marrones, planetas tanto en nuestro propio sistema solar como en otros,..." ¿Qué quiere decir exactamente con "qué diferente se verá"?
@uhoh "muchos de los compuestos químicos objetivo, como el agua, el dióxido de carbono y el metano, también existen en la atmósfera de la Tierra, lo que complica enormemente el análisis ", también de wiki.
@Cornelis, ¿desde cuándo los astrónomos han tenido miedo de cosas muy complicadas?
@uhoh ¿Tal vez una mejor escritura sería ¨limitar enormemente el análisis? Otra cosa, ¿crees que permitieron que JWST observara a Venus tan cerca del Sol, incluso a 40⁰ de él?
@Cornelis no, pero hay algunos planetas que no se llaman Venus :-) Pensé en serio que ese es sin duda un buen punto, JWST no verá a Venus pase lo que pase.

Respuestas (5)

JWST debe estar siempre orientado para permanecer a la sombra de su propio protector solar, de modo que permanezca fresco y sensible a las bajas temperaturas del espacio profundo, lo que limita lo que se puede observar. En particular, no puede mirar hacia adentro en nuestro sistema solar hacia el sol o los planetas interiores, ni puede orientarse para mirar directamente hacia el otro lado del sol, pero los objetos del sistema solar exterior serán observables algunas veces. Los detalles sobre lo que JWST puede ver se revelan en las Preguntas frecuentes técnicas específicamente sobre las observaciones del sistema solar.

Algunas cosas en nuestro sistema solar exterior que JWST puede observar se enumeran en detalle en INFORMACIÓN DEL PROGRAMA DEL SISTEMA SOLAR . Se incluyen:

  • Atmósfera marciana
  • Cometas Periódicos
  • Cometas brillantes, objetivos de oportunidad (ToO)
  • Planetas enanos helados
  • Gigantes de Hielo del Sistema Solar: Urano y Neptuno
  • Satélites de planetas gigantes
  • Objetos del cinturón de Kuiper
  • Asteroides del cinturón principal

En cuanto a cómo JWST es diferente de Hubble, considere leer Webb vs Hubble . Ya ha identificado que ve más en el rango infrarrojo del espectro y menos en el espectro visible. Entonces, sus imágenes de objetos en nuestro sistema solar necesariamente se nos presentarán con un color falso.

Comparación de espectro electromagnético( fuente )

JWST tiene una capacidad superior para detectar la temperatura y la estructura química y, como tal, hará un buen trabajo al decirnos de qué están hechas las cosas y brindará información sobre sus procesos químicos.

Por ejemplo, con respecto a las observaciones de Urano y Neptuno:

“Lo más importante que puede hacer Webb y que es muy, muy difícil de lograr desde cualquier otra instalación es mapear su temperatura atmosférica y su estructura química”... Crucialmente, Webb puede distinguir una sustancia química de otra. [ fuente ]

Por lo tanto, espero que la mayoría de las imágenes en falso color de los planetas de nuestro sistema solar estén coloreadas de una manera que llame la atención sobre diferentes sustancias químicas (por ejemplo, asignando colores individuales al oxígeno, hidrógeno, amoníaco, etc.). Este ejemplo a continuación muestra cómo tres longitudes de onda del infrarrojo cercano de 756 nm, 727 nm y 889 nm (metano) se combinan en una imagen de color falso en comparación con el espectro visible. Esto muestra el metano como azul.

Un punto de acceso joviano en colores verdaderos y falsos( fuente )

La visión del Hubble se extiende a 2500 nm, mientras que JWST ve longitudes de onda de hasta 28500 nm.

Es difícil imaginar cuán diferentes se verán las imágenes hasta que las veamos (¡todos estamos tan emocionados como usted!) longitudes de onda con fines de presentación general. Las imágenes publicadas en las galerías pueden procesarse solo para darles un atractivo visual. Hay una cierta cantidad de arte involucrado aquí. Pero para darle una idea de cuán intenso puede ser el contraste en ciertas longitudes de onda, aquí hay una vista terrestre infrarroja (desde Hawái) de Júpiter a solo 4680 nm. Predominantemente, esta imagen nos da una sensación de temperatura, algo en lo que JWST se destacará.

Géminis Norte Vista infrarroja de Júpiter( fuente )

¿Por qué JWST no puede mirar directamente hacia el otro lado del Sol?
@kristianp excelente pregunta! Si piensa en el parasol en la parte inferior (radialmente hacia adentro hacia el sol) y los espejos mirando hacia adelante (orbitalmente progrados ), entonces si se inclina "hacia abajo" demasiado para mirar los objetos del sistema solar interior, el "frente" queda expuesto a Luz solar directa. Del mismo modo, si se inclina "hacia arriba" demasiado para mirar directamente al sol, la parte posterior queda expuesta a la luz solar directa. Aquí hay un diagrama . ¿O debería actualizar mi respuesta?
@kristianp, en realidad, este video explica las restricciones de observación mejor que cualquier diagrama que pueda hacer para usted.
El punto clave de ese video es que el telescopio está fijo y casi perpendicular al protector solar (@kristianp). Eso se indicó y se mostró unos segundos antes de la marca de tiempo que vinculó. (Al menos ese era el punto que no sabía; todo lo demás se derivaba de eso obviamente). Habría vinculado 00:26 en el mismo video: youtu.be/y0bOi3kVIBs?t=26 . El tiempo que vinculó solo indica la consecuencia de esa razón y salta al medio de algunas imágenes y diálogos complejos. (Es por eso que vinculé 00:26 en lugar de 27, para darle a la vista un segundo para orientarse
@PeterCordes: según los diagramas que he visto, el telescopio del JWST está casi paralelo al parasol, no perpendicular (si fuera perpendicular, entonces la orientación óptima sería la orientación directa contra el sol). En cualquier caso, eso es lo que obtienes por usar un telescopio sin cámara.
@Vikki: creo que es un problema de terminología (probablemente de mi parte). Estaba mirando el plato como se muestra en el video como algo alto y delgado que sobresale de la parte posterior del parasol (casi perpendicularmente). es decir, mirando a través del diámetro del plato. Pero ahora que lo menciona, la forma normal (vea lo que hice allí...) de describir el montaje de un telescopio es decir en qué dirección puede mirar.

Aquí está el sitio de la NASA con una descripción general de las misiones científicas del Sistema Solar ya aprobadas para JWST: https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/approved-programs/cycle-1-go

Si hace clic en el número rojo a la izquierda de cada entrada de la tabla, puede leer un resumen ejecutivo de lo que se pretende hacer.

¡Estoy sorprendido de cuánta ciencia del Sistema Solar hará! Bien, no veo nada sobre Júpiter o Saturno en el primer lote. Esos son demasiado fáciles para JWST. ¡Pondrá su ojo en Urano, Neptuno y Plutón!

Y el enlace de arriba es solo el primer "ciclo". Hay más y más, y aún vendrán más.

Tenga en cuenta, sin embargo, que no puede mirar a Venus o Mercurio, o cualquier otra cosa que esté más cerca del sol que nosotros, porque tiene que apuntar en dirección opuesta al sol en todo momento.
"Pondrá su ojo en Urano". No puedo esperar al 2060, cuando se cansen de esa estúpida broma.
@uhoh: huh, siempre pensé que la pronunciación del chiste era incorrecta, pero según melmagazine.com/en-us/story/… esa era la pronunciación aceptada incluso entre los astrónomos hasta la década de 1980 (cuando los presentadores de noticias no querían decir de esa manera en la misma frase que "sonda de espacio profundo" durante semanas). Supongo que puedo disfrutar más los juegos de palabras de Urano sin pensar que se basan en una mala pronunciación ignorante. (No es que eso hubiera descartado elegir a Neptuno primero; la antigua pronunciación todavía es ampliamente conocida y se ríe de ella).

https://jwst.nasa.gov/content/forScientists/faqScientists.html

10. ¿Puede Webb observar objetos en nuestro Sistema Solar?

Sí. Webb está diseñado para poder observar objetos del sistema solar que tengan una velocidad de movimiento angular aparente de 0,030 segundos de arco por segundo o menos. Esta capacidad de velocidad incluye Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, Plutón, sus satélites y cometas, asteroides y planetas menores en la órbita de Marte o más allá. Webb tiene la sensibilidad de IR cercano e IR medio para poder observar y estudiar prácticamente todos los objetos del cinturón de Kuiper conocidos. Los grandes brillos infrarrojos de Marte, Júpiter y Saturno pueden limitar las observaciones de Webb de estos planetas a un subconjunto de los modos del instrumento.

¿Saturno demasiado brillante para observar? Jejeje, tienen que estar bromeando.
@Local ¿Por qué es eso? ¿No irradian los gigantes gaseosos una tonelada de calor?
@LocalFluff Demasiado brillante en IR para algunos instrumentos diseñados para buscar fotones individuales provenientes de miles de millones de años luz de distancia, sí.

Esta publicación de blog de la NASA del 14 de julio resume algunos de los detalles incluidos en las otras respuestas, y también tiene imágenes tempranas de Júpiter tomadas durante el período de puesta en servicio:

ingrese la descripción de la imagen aquí

La publicación del blog menciona:

Los científicos utilizarán Webb para explorar la tentadora cuestión de si podemos ver penachos de material que salen de lunas como Europa y la luna Encelado de Saturno. Webb puede ser capaz de ver las firmas de las plumas que depositan material en la superficie de Europa.

Las notas adjuntas de la publicación de Facebook :

Estas imágenes están diseñadas con fines de ingeniería, por lo que no se procesan de la misma manera que nuestras primeras imágenes de esta semana. Al igual que algunas imágenes de calibración anteriores que puede haber visto, estas se procesan para enfatizar ciertas características.

Entonces, la respuesta confirmada es sí, podrá obtener imágenes de objetos en el sistema solar. Podrán concentrarse en varias características debido a la resolución mejorada y los diferentes espectros de sus generadores de imágenes en comparación con el Hubble.

Addendum: ver también este post de imágenes de las auroras de Júpiter .

“¿Puede James Webb tomar fotografías de nuestro sistema solar? ”

Por definición, debe hacerlo. O alguna cabeza rodará.

Para cubrir los excesos presupuestarios de JWST, se desviaron fondos de la línea del Sistema Solar Exterior. JW ahora se considera una "misión de planetas exteriores", en virtud de las observaciones de detección remota. Esto implica que una sonda (observaciones de corto alcance o datos literales in situ ) se ha retrasado hasta una fecha posterior, con dinero posterior. JW ahora está obligado a hacer morfología y seguimiento de nubes gigantes de gas, satélites y anillos, etc. o el Grupo de Planetas Exteriores se quejará.

Más cerca, el corte de asteroides/cometas se establece por la capacidad del observatorio de desplazarse por sí mismo, para objetos en movimiento. Los planetas exteriores, los Objetos del Cinturón de Kuiper, los cometas a larga distancia, etc. tienen un movimiento bastante majestuoso. A medida que te acercas al Sol, las cosas se vuelven rápidas, según la Ley de Kepler. Esto incluye al propio JW, por lo que tanto el objetivo como la plataforma podrían generar una velocidad relativa alta y una velocidad angular alta. Según la línea de base, los objetos mucho más cercanos que Marte se estarían moviendo demasiado rápido y manchados.

Tal como se lanzaron, los sistemas de seguimiento y actitud parecen tener un rendimiento igual o mejor que el nominal. El programa está probando la capacidad de seguimiento y panorámica, para posiblemente llevar el límite de observación un poco hacia adentro.

Y, por supuesto, los científicos pueden ser creativos. El Hubble y otros observatorios espaciales tomaban imágenes desenfocadas/difuminadas cuando se les pedía, generalmente para calibración, pero a veces no. Los investigadores de cometas, por ejemplo, están acostumbrados a no obtener imágenes nítidas. Y el polvo nunca se resolverá, no es físicamente posible. JW observa en el infrarrojo, y apuesto a que los investigadores del polvo están ansiosos por dedicarle tiempo.

Mi referencia: el personal del proyecto JW. En veinte años se corre la voz. Ir "a espaldas" de otra línea superior de la NASA sin duda dio lugar a discusiones.
Supongo que podría dar nombres, pero podría ser inapropiado. ¿Hay un enlace a las reglas de privacidad, divulgación, legal, etc. de SE?
Los presupuestos de la NASA son un asunto de dominio público. Pruebe house.gov, o tal vez loc.gov
La respuesta space.stackexchange.com/a/59739/26356 nos dice que sí es posible, ya que publicaron una imagen de Júpiter, y esta space.stackexchange.com/a/57503/26356 habla sobre lo que la física nos dice que debería ser posible. Esta respuesta parece hacer algunas especulaciones sin fuentes y repite la información de esta respuesta space.stackexchange.com/a/57502/26356 .
Mi fuente: el personal del proyecto JW. No hay nada especulativo sobre los que saben, porque saben- respondieron un problema cuando idearon la respuesta .
¿Puede James Webb tomar fotografías de nuestro sistema solar? ¿De qué manera se diferenciarán o complementarán a los del Hubble?
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