يلعب تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا دورًا مهمًا في تحديد الكواكب الخارجية ، لا سيما في طيف الأشعة تحت الحمراء. قد يكون من الصعب العثور على الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم أخرى مباشرةً ، وهي مهمة صعبة للغاية. ومع ذلك ، يحتوي Webb على أوضاع إكليلية لكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) وأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) ، والتي يمكنها التعامل مع هذه المهمة الصعبة. لكي تعمل هذه الفقرات ، يجب حجب الضوء القادم من النجوم البعيدة أثناء مروره إلى المستشعرات. يجب أن يكون الضوء فقط من الكواكب القريبة.
الغرض من فقرة ويب هو القضاء على ضوء النجوم غير المرغوب فيه في كل من مستويات التلميذ والصورة. تقوم “أقنعة الطور الرباعية” التي طورتها MIRI بتغيير طور الضوء بحيث يتداخل بشكل مدمر مع نفسه. تقضي معظم أقنعة مستوى الصورة على ضوء النجوم من خلال حجبه في الصورة ، وهذا ليس هو الحال مع أقنعة مستوى التلميذ. لسوء الحظ ، فإن أقنعة مستوى الصورة غير قادرة على تغطية النجم بالكامل بسبب حقيقة أن الضوء عبارة عن موجة. يستخدم Webb أقنعة مستوى حدقة إضافية – تُعرف أيضًا باسم توقفات Lyot – لتصفية ضوء النجوم المتبقي.
الأقنعة التاجية الموجودة على أدوات NIRCam و MIRI الخاصة بـ Webb هي خمسة وأربعة على التوالي. باستخدام هذه الأقنعة ، يمكن ملاحظة الأشياء على بعد 30 ثانية قوسية من النجم وعلى مسافة 0.13 ثانية قوسية. عدد قليل من الوحدات الفلكية (au) إلى مئات من au هي الأشياء التي يمكن أن تجدها الكوروناجراف بالقرب من النجوم القريبة. تجعل قدرات الأشعة تحت الحمراء والمرآة الأولية الكبيرة لـ Webb فقراتها مناسبة بشكل خاص لفحص الأجسام الضعيفة في الأشعة تحت الحمراء. هذا يكمل الأدوات الأخرى التي تراقب بالفعل أطوال موجية أخرى.
يمكن العثور على الكواكب العملاقة خارج المجموعة الشمسية التي لا تزال في طور التكوين باستخدام فقرة ويب على شكل كوروناجرافس. كما أنها قادرة على تصوير أقراص الكواكب الأولية حيث لا تزال الكواكب تتطور. أيضًا ، يمكنهم تصوير الأقراص الكثيفة من الحطام التي تنتجها المذنبات والكويكبات في أنظمة الكواكب الخارجية. الدراسة خارج المجرة للمجرات المضيفة ذات النوى المجرية النشطة والمشرقة هي تطبيق آخر لفقرات ويب.
نظرًا لإمكانيات المرآة الأساسية الكبيرة والأشعة تحت الحمراء ، فإن فقرة ويب Webb مناسبة للغاية لدراسة الأجسام الباهتة في الأشعة تحت الحمراء. لذلك ، سيقوم علماء فلك ويب بإزالة الآثار النهائية للضوء باستخدام مجموعة من “طرق طرح وظيفة انتشار النقطة (PSF)”. يستلزم هذا الإجراء قياس وخصم نمط ضوء النجوم المتبقي من الصورة العلمية. والنتيجة هي نمط صاخب يغطي أخيرًا أضعف كوكب خارجي يمكن رؤيته. حد “التباين” هو التباين في السطوع بين النجم وأقل كوكب يمكن ملاحظته. أظهرت فقرة التاج NIRCam و MIRI على ويب تباينات عند فاصل 1 ثانية قوسية أفضل من 10-5 و10-4 ، على التوالي ، أثناء التكليف.
تُعد فقرات Webb أداة حاسمة للعثور على الكواكب الخارجية. ومع ذلك ، لن يكونوا قادرين على كشف كل ألغاز نظام الكواكب. يجب أن تكون البعثات المستقبلية مصممة بشكل صحيح للجيل القادم من فقرات التاج. سيساعد هذا في العثور على كواكب تشبه كوكبنا حول النجوم الشبيهة بالشمس المجاورة. ناسا تحقق بالفعل في هذا.
