Почему телескоп «Джеймс Уэбб» может сделать такие четкие снимки Сатурна, но не может нормально сфотографировать комету 3I/ATLAS?

Спрашивает

Roman Markin

#JWST

#NASA

#Джеймс Уэбб

#кольца Сатурна

#кометы

#космос

#Сатурн

16 ноября, 18:03

Простой вопрос

Анатолий Глянцев

эксперт

Потому что углового разрешения JWST хватает на огромный Сатурн, но не хватает на маленькое ядро и кому кометы, с учетом расстояний до них.

Что такое угловое разрешение, или просто разрешение?

Когда мы смотрим на планету, наш глаз оказывается в вершине треугольника, основание которого — диаметр планеты. Обозначим расстояние до нее R, а ее диаметр – d. Школьная геометрия учит нас, что угол δ при вершине треугольника, в которой находится наш глаз, вычисляется по очень простой формуле:

tg δ = d / R

То есть, чем меньше объект и чем дальше от нас он находится, тем меньше угол δ, под которым мы его видим. Этот угол называется угловым, или видимым, диаметром планеты.

Разрешение — это максимальный угол, под которым предмет все еще выглядит как точка. Скажем, угловое разрешение человеческого глаза — около одной угловой минуты. Это значит, что человек с идеальным зрением с километрового расстояния видит шар диаметром до 30 сантиметров как точку, а больше 30 см – уже как нечто протяженное.

Теперь давайте считать. Разрешение телескопа «Джеймс Уэбб», он же JWST – порядка 0,1 угловой секунды. Дистанция от Земли до JWST ничтожна по сравнению с расстоянием как до Сатурна, так и до 3I/ATLAS, так что можно считать, что JWST видит их с Земли.

Угловой диаметр Сатурна при взгляде с Земли – от 15 до 20 угловых секунд, в зависимости от постоянно меняющегося расстояния между нашими планетами. То есть видимый диаметр Сатурна в 150 – 200 раз больше минимума, необходимого JWST. Этого вполне достаточно, чтобы сделать четкий снимок. Представьте, что Вы с расстояния 1 км видите невооруженным глазом 16-этажный дом.

Теперь возьмем межзвездную комету 3I/ATLAS. Ее максимальное сближение с Землей – 270 миллионов километров. Диаметр ядра кометы, по косвенным оценкам – не более 6 километров. Это значит, что видимый диаметр ядра измеряется угловыми миллисекундами, и для JWST это просто точка, то есть в лучшем случае один пиксель. Однако, под солнечными лучами ледяное ядро кометы начало испаряться, и его окутало облако газов и пыли – кома. Кома не имеет четких границ, но концентрация вещества – а значит, и яркость комы – быстро убывает с удалением от ядра кометы. Поэтому на снимках JWST, кома 3I/ATLAS занимает лишь несколько десятков пикселей.