Kann James Webb Kuipergürtel-Objekte wie 2014 MU69 (Ultima Thule) sehen?

In diesem Artikel haben wir erfahren, dass Hubble das einzige Teleskop in der Nähe der Erde ist, das Ultima Thule direkt erkennen kann. Hubble wird schließlich scheitern und etwas durch James Webb ersetzt werden. James Webb wird jedoch auf einer ganz anderen Frequenz operieren. Wird James Webb Ultima Thule oder ähnliche Objekte erkennen können?

Es ist ein interessantes Problem! Mit einer Albedo von beispielsweise 0,1 werden 10 % des auftreffenden Sonnenlichts im sichtbaren Bereich reflektiert (grob gesagt) und 90 % im thermischen IR (wenn auch breiter) zurückgestrahlt, sodass Sie vielleicht denken, dass ein dunkler Asteroid in der Thermik immer heller ist IR als reflektiert sichtbar. Das Problem ist, dass die Gleichgewichtstemperatur nach (sehr groben) 10 AE so niedrig ist, dass der größte Teil des "thermischen" IR viel länger als 30 Mikrometer und damit außerhalb des JWST-Bereichs ist. Bei sehr großen Entfernungen gewinnt also das sichtbare Licht. Aber für NEOs gewinnt thermisches IR wie verrückt.
Keine Zeit, die vollständige Berechnung jetzt durchzuführen, vielleicht in ein paar Tagen. Siehe Planck-Verteilung und ungefähre Gleichgewichtstemperatur für die Mathematik. Kühe sind Kugeln und π = 1.

Antworten (1)

Die JWST-Empfindlichkeit gemäß dieser URL lautet wie folgt:

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Diese Seite gibt uns diese Gleichung, die ein resultierendes thermisches Gleichgewicht wie folgt ergibt: 280 K [ 1 − A ] 1 / 4 / A 1 / 2

Unter der Annahme einer Albedo von 0,1 und einem Abstand von ungefähr 43 AE ergibt das Einstecken dieser Werte etwa 42 K. Die beiden Lappen haben jeweils einen Durchmesser von 19 und 14 km, also eine Fläche von etwa 283 + 154 = 437 km ^ 2. In der Entfernung von der Sonne würde das einen Raumwinkel von 1,5546356e-15 Radianten ergeben.

Die Schwarzkörperstrahlung bis 30 um sieht so aus ( Quelle )

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Grundsätzlich können Sie aus diesen Diagrammen ersehen, dass dort, wo JWST weniger empfindlich ist, 2014 MU69 heller ist. Das bedeutet, dass es praktisch unmöglich ist, es allein aus dem thermischen IR zu erkennen.

Die Empfindlichkeit im NIR ist jedoch viel besser als bei Hubble, und ein erheblicher Teil des Sonnenlichts fällt in dieses Spektrum. James Webb sollte problemlos in der Lage sein, ein so schwaches Objekt wie 2014 MU69 zu erkennen. Ich kann keinen direkten Vergleich finden, aber es sollte noch gut sichtbar sein, besser mit dem größeren Spiegel von JWST.

Kann James Webb Kuipergürtel-Objekte wie 2014 MU69 (Ultima Thule) sehen?
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