Updates to the WFC3/IR Photometric Stability Stellar Cluster Study

Stel je de Wide Field Camera 3 (WFC3) op de Hubble Space Telescope voor als een superprecieze digitale camera die in de ruimte zweeft. Zoals elke camera wordt de sensor — het deel dat het licht van verre sterren opvangt — niet eeuwig perfect. In de loop der jaren hebben wetenschappers opgemerkt dat het infraroodkanaal (IR) van deze camera langzaam een beetje "dimmer" wordt, wat betekent dat het elk jaar een klein beetje gevoeligheid voor licht verliest.

Dit rapport, geschreven door K. Huynh en V. Bajaj in mei 2026, is als een detectives verhaal waarbij de onderzoekers teruggaan naar de plaats delict om te zien of de "vervaging" versnelt, vertraagt of gelijk blijft. Ze keken niet zomaar naar willekeurige sterren; ze concentreerden zich op twee beroemde kosmische "bijenkorven" van sterren, genaamd bolvormige sterrenhopen: 47 Tucanae en Messier 4 (M4). Door tussen 2023 en 2026 herhaaldelijk foto's te maken van dezelfde ondrukke delen van deze clusters, konden ze precies meten hoeveel de gevoeligheid van de camera is veranderd.

Het "Ghost Light"-probleem
Hier is het lastige deel: soms, wanneer de camera een foto maakt van een zeer heldere ster, laat deze een "geest" van dat beeld achter op de sensor. Dit wordt "persistentie" genoemd. Als de camera direct daarna een foto maakt van een zwakke ster, kan dit spooklicht de zwakke ster helderder doen lijken dan hij in werkelijkheid is.

In het verleden was sommige van de data die gebruikt werd om de vervaging van de camera te meten, besmet door deze geesten. De auteurs suggereren dat eerdere metingen, die deze persistentie niet zo goed rekening hielden, de camera er sneller uit hadden laten zien alsof hij aan gevoeligheid verloor dan in werkelijkheid het geval is. Het is also dạng het meten van hoe snel een kaars brandt terwijl iemand af en toe met een zaklamp op de kaars schijnt; je zou kunnen denken dat de kaars wild flikkert terwijl hij eigenlijk heel constant brandt.

Wat ze vonden
Om een duidelder beeld te krijgen, bekeken het team hun nieuwe data op twee manieren:

1. De "Full Visit"-methode: Ze gebruikten elke foto die gemaakt werd tijdens een observatiesessie. Dit is als het bekijken van een heel fotoalbum, maar de latere foto's in het album kunnen die vervelende "geestlichten" van eerdere foto's in dezelfde sessie bevatten.
2. De "First Shot"-methode: Ze keken alleen naar de allereerste foto in elke sessie. Dit is als het bekijken van alleen de eerste pagina van het album, waar nog geen geesten van vorige foto's in die sessie de kans hebben gekregen om te verschijnen.

Hier is wat hun metingen lieten zien:

• Voor 47 Tucanae (gebruikmakend van de F160W-filter):

  • Wanneer alle foto's worden bekeken, verliest de camera gevoeligheid met een snelheid van -0,07% ± 0,01% per jaar.
  • Wanneer er alleen naar de eerste foto's wordt gekeken (om de geesten van het licht te vermijden), is de snelheid -0,06% ± 0,02% per jaar.
  • De kernboodschap: De camera wordt minder gevoelig, maar de snelheid is lager dan wat werd gemeten in een eerdere studie uit 2022 (die een verlies vond van ongeveer -0,12% tot -0,10%). De auteurs suggereren dat dit komt doordat de nieuwere observaties ontworpen zijn om die "geest"-effecten te vermijden, wat een nauwkeurigere, tragere snelheid van verlies oplevert.

• Voor Messier 4 (M4) met de F110W-filter:

  • Bij het bekijken van alle foto's is het verliespercentage -0,13% ± 0,02% per jaar.
  • Wanneer er alleen naar de eerste foto's wordt gekeken, daalt de snelheid naar -0,07% ± 0,03% per jaar.
  • De kernboodschap: Opnieuw laat de "first shot"-methode een veel lagere verlies van gevoeligheid zien. De auteurs merken op dat de eerdere data voor deze filter zwaar werd beïnvloed door persistentie, waardoor de nieuwere, schonere data suggereert dat de camera niet zo snel vervaagt als we ooit dachten.

• Voor Messier 4 (M4) met de F160W-filter:

  • Bij het bekijken van alle foto's is de snelheid -0,10% ± 0,01% per jaar.
  • Wanneer er alleen naar de eerste foto's wordt gekeken, is de snelheid een zeer vlakke -0,01% ± 0,03% per jaar.
  • De kernboodschap: De auteurs zijn hier voorzichtig. Ze wijzen erop dat de vroege foto's van M4 in deze filter "zwaar werden beïnvloed door persistentie" omdat de telescoop op een manier bewoog die de geesten op dezelfde plek hield. Vanwege dit wordt de resultaten van de "alle foto's"-methode als "minder betrouwbaar" beschouwd. De "first shot"-methode suggereert dat het verlies van gevoeligheid voor deze specifieke filter bijna niet bestaat, maar de auteurs beweren nog niet dat dit het definitieve antwoord is.

Het grote plaatje
De belangrijkste bevinding is dat de snelheid waarmee de WFC3/IR-camera gevoeligheid verliest, naar het oog lijkt te zijn afgenomen sinds de laatste grote studie. De auteurs suggereren dat dit niet noodzakelijkerwijs komt doordat de camera plotseling beter is geworden, maar omdat we eindelijk naar data kijken die niet verstoord wordt door "geestlichten" van heldere sterren. De oudere, snellere verliespercentages waren waarschijnlijk overschattingen veroorzaakt door deze persistentie-effecten.

De paper is echter voorzichtig om niet te zeggen dat het probleem is opgelost. De auteurs merken op dat voor de blauwere filter (F110W) er nog steeds een discrepantie is tussen hun nieuwe "schone" data en de correctiewaarden die momenteel door de software van de telescoop worden gebruikt. Ze suggereren dat dit er simpelweg kan staan dat we nog niet genoeg vroege datapunten hebben voor die specifieke filter, en dat de curve kan afvlakken naarmate er meer tijd verstrijkt.

Wat gebeurt er nu?
Het team stopt niet. Ze blijven deze sterrenhopen elk jaar monitoren. Sterker nog, er is al een nieuw programma gepland om halverwege 2026 een nieuwe foto van 47 Tucanae te maken. Voor nu blijft het officiële correctiebestand dat wordt gebruikt om de data van de telescoop te corrigeren (de IMPHTTAB), ongewijzigd, waarbij vastgehouden wordt aan de waarden die in 2024 zijn vastgesteld, omdat de nieuwe data ondersteunt dat de oudere, snellere verliespercentages waarschijnlijk te hoog waren, maar de nieuwe, lagere snelheden nog wat meer tijd nodig hebben om volledig bevestigd te worden over alle filters.

Kortom: de camera wordt nog steeds een klein beetje minder gevoelig, maar het gaat waarschijnlijk niet zo snel zoals we vreesden, zodra we de "geesten" van de lens wegvegen.