Glacier Web Tool onthult complexe structuren

Deze verbluffende beelden tonen spiraalstelsel IC 5332, gemaakt door de NASA/ESA Hubble Space Telescope (links) en de NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (rechts). De afbeeldingen tonen het krachtige potentieel dat elk van ’s werelds toonaangevende ruimtetelescopen te bieden heeft, vooral wanneer hun gegevens worden gecombineerd.

De afbeelding van Webb toont het spiraalstelsel in ongekend detail dankzij waarnemingen van het Mid-Infrared Instrument (MIRI). IC 5332 bevindt zich op meer dan 29 miljoen lichtjaar van de aarde en heeft een diameter van ongeveer 66.000 lichtjaar, waarmee hij iets groter is dan de Melkweg. Het is opmerkelijk dat het bijna perfect tegenover de grond staat, waardoor we de symmetrische zwaai van zijn spiraalarmen kunnen bewonderen.

MIRI is het enige Webb-instrument dat gevoelig is voor het midden-infrarode gebied van Elektromagnetisch veld (specifiek in het golflengtebereik van 5 m – 28 m); Alle andere Webb-instrumenten werken in het nabije infrarood. MIRI, bijgedragen onder leiding van zowel de European Space Agency (ESA) als NASA, is het eerste instrument dat midden-infraroodbeelden levert die scherp genoeg zijn om gemakkelijk te matchen met het Hubble-beeld op kortere golflengten.

Een van de meest opvallende kenmerken van MIRI is dat het werkt bij 33°C onder de rest van het observatorium bij een vriestemperatuur van -266°C. Dit betekent dat MIRI werkt in een omgeving die slechts 7°C warmer is dan het absolute nulpunt, de laagst mogelijke temperatuur volgens de wetten van de thermodynamica. MIRI heeft deze extreem koude omgeving nodig om de zeer gespecialiseerde detectoren goed te laten functioneren, en ze hebben een speciaal actief koelsysteem om ervoor te zorgen dat hun detectoren op de juiste temperatuur worden gehouden.

Het is vermeldenswaard hoe moeilijk het is om waarnemingen te verkrijgen in het midden-infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum. Het is erg moeilijk om het midden-infrarood van de aarde waar te nemen, aangezien veel ervan wordt geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde, en de warmte die door de atmosfeer van de aarde wordt afgegeven, maakt de zaken nog ingewikkelder. Hubble kon het midden-infrarode gebied niet detecteren omdat de spiegels niet koel genoeg waren, wat betekent dat infrarood van de spiegels zelf elke waarnemingspoging zou hebben gedomineerd. De extra inspanning die is geleverd om ervoor te zorgen dat de MIRI-detectoren de vriesomgeving hebben die nodig is om goed te functioneren, is duidelijk te zien in deze verbluffende afbeelding.

Dit extravagant gedetailleerde beeld van het midden-infrarood is hier opgesteld samen met het fijne ultraviolette en zichtbaar licht Afbeelding van hetzelfde sterrenstelsel, gemaakt met behulp van gegevens verzameld door Hubble groothoekcamera 3 (WFC3). Sommige verschillen vallen meteen op. De Hubble-afbeelding toont donkere gebieden die de spiraalarmen lijken te scheiden, terwijl de Web-afbeelding meer continue wirwar van structuren toont die de vorm van de spiraalarmen weerspiegelen. Dit verschil is te wijten aan de aanwezigheid van stoffige gebieden in de melkweg. Ultraviolet en zichtbaar licht worden eerder verstrooid door interstellair stof dan infraroodstraling. Daarom kunnen stoffige gebieden gemakkelijk worden geïdentificeerd in de Hubble-afbeelding als de donkerste gebieden waardoor zichtbaar en ultraviolet licht in de melkweg niet zou kunnen passeren. Die stoffige gebieden zijn echter niet langer donker op Webb’s afbeelding, omdat infrarood licht vanuit het midden van de melkweg er doorheen weet te gaan. Er verschijnen verschillende sterren in de twee afbeeldingen, wat kan worden verklaard omdat sommige sterren het helderst schijnen in respectievelijk het ultraviolette, zichtbare en infrarode regime. De afbeeldingen vullen elkaar op een prachtige manier aan en vertellen ons elk meer over de structuur en samenstelling van IC 5332.

De European Space Agency (MIRI) en NASA droegen bij, met het instrument ontworpen en gebouwd door een consortium van nationaal gefinancierde Europese instituten (het European MIRI Consortium) in samenwerking met het Jet Propulsion Laboratory en de Universiteit van Arizona.