Estos son los primeros cubos de datos de ingeniería para cada una de las doce bandas espectrales del MRS, que ilustran el registro astrométrico y la calidad de la imagen para las observaciones de HD 37122. En cada panel, el círculo cianado discontinuo muestra una región de 1 arcosegundo de radio alrededor de la ubicación esperada de la estrella en coordenadas celestes. Aunque la estrella es brillante en longitudes de onda cortas, se desvanece hacia longitudes de onda más largas, donde el MRS también detecta la emisión térmica del espejo primario de Webb. Crédito: NASA, ESA y el Consorcio MIRI
El equipo del telescopio espacial James Webb de la NASA sigue trabajando en los 17 modos de instrumentos científicos. Esta semana se han aprobado los números (5) de las series temporales del grismático NIRCam y (4) de las series temporales de imágenes, ambos utilizados para estudiar exoplanetas y otras fuentes variables en el tiempo; (12) el modo de interferometría de enmascaramiento de apertura NIRISS, para la detección directa de un objeto débil que está muy cerca de uno brillante; (11) la espectroscopia de campo amplio NIRISS, para estudiar galaxias lejanas; y (9) las series temporales de objetos brillantes NIRSpec, para estudiar exoplanetas. En total, se han aprobado siete modos hasta la fecha, y aún quedan 10 por aprobar.

Esta semana, presentamos el modo de espectroscopia de resolución media de MIRI y compartimos nuestros primeros datos de ingeniería espectroscópica. Hemos pedido a dos de los miembros del equipo encargado de MIRI -David Law, del Space Telescope Science Institute (STScI), y Álvaro Labiano, del Centro de Astrobiologίa (CAB)- que nos expliquen este modo:

"Uno de los modos instrumentales más complejos de Webb es con el Espectrómetro de Resolución Media (MRS) de MIRI. El MRS es un espectrógrafo de campo integral, que proporciona información espectral y espacial simultáneamente para todo el campo de visión. El espectrógrafo proporciona "cubos de datos" tridimensionales en los que cada píxel de una imagen contiene un espectro único. Estos espectrógrafos son herramientas extremadamente potentes para estudiar la composición y la cinemática de los objetos astronómicos, ya que combinan las ventajas de la imagen tradicional y de la espectroscopia.

"El MRS está diseñado para tener un poder de resolución espectral (longitud de onda observada dividida por la menor diferencia de longitud de onda detectable) de aproximadamente 3.000. Esto es lo suficientemente alto como para resolver características atómicas y moleculares clave en una variedad de entornos. En los desplazamientos al rojo más altos, el MRS podrá estudiar la emisión de hidrógeno de las primeras galaxias. En los desplazamientos al rojo más bajos, podrá explorar las características de los hidrocarburos moleculares en las galaxias cercanas polvorientas y detectar las huellas espectrales brillantes de elementos como el oxígeno, el argón y el neón que pueden informarnos sobre las propiedades del gas ionizado en el medio interestelar. Más cerca de nosotros, el MRS producirá mapas de las características espectrales debidas al hielo de agua y a las moléculas orgánicas simples en los planetas gigantes de nuestro propio sistema solar y en los discos de formación de planetas alrededor de otras estrellas.

Esta porción del rango de longitudes de onda de MIRI MRS muestra datos de calibración de ingeniería obtenidos de la galaxia Seyfert NGC 6552 (línea roja) en la constelación de Draco. La fuerte característica de emisión se debe al hidrógeno molecular, con una característica adicional más débil cerca. La línea azul muestra un espectro Spitzer IRS de menor resolución espectral de una galaxia similar para comparar. Las observaciones de prueba del Webb se obtuvieron para establecer la calibración de la longitud de onda del espectrógrafo. Crédito: NASA, ESA y el Consorcio MIRI
"Para cubrir el amplio rango de longitudes de onda de 5 a 28 micras de la manera más eficiente posible, las unidades de campo integral del MRS se dividen en doce bandas de longitud de onda individuales, cada una de las cuales debe ser calibrada individualmente. Durante las últimas semanas, el equipo de MIRI (un gran grupo internacional de astrónomos de Estados Unidos y Europa) se ha centrado principalmente en la calibración de los componentes de imagen de la MRS. Quieren asegurarse de que las doce bandas están espacialmente bien alineadas entre sí y con el generador de imágenes MIRI, de modo que pueda utilizarse para situar objetivos con precisión en el campo de visión más pequeño del MRS. Mostramos algunos de los primeros resultados de este proceso de alineación, ilustrando la calidad de imagen conseguida en cada una de las doce bandas mediante observaciones de la brillante estrella gigante K HD 37122 (situada en el cielo del sur, cerca de la Gran Nube de Magallanes).

"Una vez que la alineación espacial y la calidad de imagen de las diversas bandas estén bien caracterizadas, el equipo de MIRI dará prioridad a la calibración de la respuesta espectroscópica del instrumento. Este paso incluirá la determinación de la solución de longitudes de onda y la resolución espectral en cada uno de los doce campos de visión utilizando observaciones de objetos compactos de líneas de emisión y nebulosas planetarias difusas expulsadas por estrellas moribundas. Demostramos el excepcional poder de resolución espectral del MRS con un pequeño segmento de un espectro obtenido a partir de recientes observaciones de ingeniería del núcleo galáctico activo en el núcleo de la galaxia Seyfert NGC 6552. Una vez que se hayan establecido estas características básicas del instrumento, será posible calibrar el MRS para que esté listo para apoyar la gran cantidad de programas científicos del Ciclo 1 que se iniciarán en unas pocas semanas."

Fuente: NASA