为什么詹姆斯韦伯太空望远镜的图像中的星星看起来很尖

明星在 来自詹姆斯韦伯太空望远镜的新图像 它看起来比以前更锐利。 而且我不只是在谈论令人惊叹的图像质量。 我说的是照片中的许多亮星都有非常明显的指甲，看起来像圣诞装饰品，或者，正如我的一位同事所说，“看起来像 JJ Abrams 的宣传海报，我喜欢它。 ”

但这种情况并非如此 镜头光晕过多. 这些是衍射尖峰，如果您仔细观察，您会发现 JWST 图像中的所有明亮物体都具有相同的八点图案。 光线越亮，优势越明显。 微弱的物体，例如星云或星系 不要倾向于看到太多这种扭曲。

这种偏航尖峰模式是 JWST 上的独特模式。 如果你是 比较照片 用新望远镜拍摄其前身所拍摄的图像，您会注意到哈勃在 JWST 处只有四个衍射高度到八个。 （其中两个 JWST 尖峰可能非常微弱，所以有时看起来像有六个。）

衍射高度的形状是由望远镜决定的，所以让我们先快速回顾一下重要的部分。 哈勃和 JWST 反射望远镜， 这意味着他们使用镜子收集来自宇宙的光。 反射望远镜有一个大的主镜，可以收集光线并将其反射回一个较小的副镜。 这 次镜 在太空望远镜上，它有助于将这种光导向科学仪器，将其转化为我们现在看到的所有精彩图像和数据。

主镜和副镜都会产生衍射尖峰，但方式略有不同。 光线在物体（例如镜子边缘）周围反射或弯曲。 因此，当光线与镜子边缘相互作用时，镜子本身的形状会产生光尖峰。 在哈勃的情况下，镜子是圆形的，所以它没有添加到叉子上。 但是 JWST 有六角镜，可以产生具有六个衍射脊的图像。

还有副镜。 次镜比主镜小，并通过支架远离主镜固定在适当的位置。 在 JWST 的情况下， 支柱长 25 英尺. 穿过这些支柱的光被偏转，产生更多的波纹，每个波纹都垂直于支柱本身。

在哈勃的例子中，它的四个支柱导致了你在哈勃图像中看到的四个不同的高度。 JWST 有三个支撑其次镜的支柱，从而产生了另外六个螺钉。

照片：美国国家航空航天局

这是很多失真。 为了减少衍射尖峰的数量，JWST 被设计成四个支柱引起的突起与四个镜子引起的突起重叠。 这留下了即将成为标志性 JWST 图像的八个衍射尖峰。

根据也处理光线的工具，一些指甲会或多或少地显得可见。 这在本周发布的南环星云 JWST 图像中最为明显。

图片：NASA、ESA、CSA 和 STScI

左边的图像是由 JWST 的 NIRCam 捕获的，它收集近红外光。 右边的图像是由望远镜的 MIRI 仪器捕获的，该仪器捕获的是中红外光。 “在近红外光中，恒星具有更显着的衍射尖峰，因为它们在这些波长下非常明亮。” 解释 太空望远镜科学研究所发表说。 “在中红外光中，恒星周围也会出现衍射高度，但它们更轻更小（放大以发现它们）。”

如果您想直观地显示衍射高度在 JWST 上的工作原理，请查看下面的有用信息图 来自美国宇航局和太空望远镜科学研究所：

照片：NASA、ESA、CSA、Leah Hostak (STScI)、Joseph DePasquale (STScI)

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