Космический телескоп Джеймса Уэбба - крупнейшая и самая мощная обсерватория, когда-либо запущенная в космос. Он стал в каком-то смысле «машиной времени», которая возвращает нас к истокам Вселенной. Сделанные с его помощью открытия включают отчетливую сигнатуру водяного пара в атмосфере экзопланеты.
Формирование и смерть звезд, экзопланета, расположенная в световых годах от Земли, скопления галактик, расположенные намного дальше, чем люди когда-либо заглядывали раньше, — вот лишь часть того, что человечество смогло впервые увидеть во вторник 12 июля, когда НАСА представило новые изображения с космического телескопа Джеймса Уэбба.
Среди изображений был спектр экзопланеты, газового гиганта WASP 96-b, которая вращается вокруг звезды на расстоянии 1150 световых лет. Телескоп Уэбба зафиксировал отчетливые признаки водяного пара в атмосфере экзопланеты, а также признаки облаков и дымки.
След воды
Изображение WASP 96-b является неявным изображением — это наблюдение за планетой в пути. Когда планета проходит перед звездой, звездный свет фильтруется через атмосферу. Его можно разбить на длины волн света, которые раскрывают информацию о содержимом атмосферы. Именно так ученые наблюдали явные следы водяного пара, а также признаки облаков и дымки.
Это не первый раз, когда ученые обнаруживают воду в атмосфере экзопланеты — космический телескоп Хаббл сделал это в 2013 году. Однако немедленные и более подробные наблюдения Уэбба значительно продвинули понимание о потенциально обитаемых планетах за пределами Земли.
WASP-96 b — одна из более чем 5000 планет, обнаруженных учеными за пределами нашей Солнечной системы. Это планета размером с Юпитер, но вдвое меньше по массе. Температура на ней выше 538 градусов по Цельсию, что совсем не похоже на планеты нашей Солнечной системы.
Взгляд вглубь космоса
Поскольку JWST — это инфракрасный телескоп, он может проникать сквозь пылевые облака и видеть свет из дальних уголков Вселенной. Эти первые изображения позволяют заглянуть на 13,5 миллиардов лет в прошлое — невероятное расстояние, учитывая, что ученые определили возраст Вселенной в 13,8 миллиардов лет.
Президент Джо Байден и вице-президент Камала Харрис присоединились к Нельсону в понедельник вечером, чтобы обнародовать самое первое изображение, сделанное Уэббом — самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной из когда-либо сделанных.
Изображение, которое вы видите выше, известно, как Первое глубокое поле Уэбба. Это изображение скопления галактик SMACS 0723, и оно изобилует деталями. Сонм галактик в том виде, в каком они появились примерно в то же время, когда сформировались Солнце и Земля. Изображения дают возможность заглянуть так далеко в прошлое, поскольку скорость света невелика.
Благодаря спектрам, полученным приборами Уэбба, ученые могут определить, из чего состоят эти галактики. Там есть элементы кислорода и водорода, а также неон.
«Вот как был создан кислород в наших телах, в звездах и галактиках, и мы видим начало этого процесса», — сказала специалист по операциям Уэбба Джейн Ригби.
Зарождение звезд
Тем временем новое изображение Квинтета Стефана — визуальная группа из пяти галактик — проливает свет на создание звезд. Изображение Квинтета Стефана уже видели раньше. На самом деле, эта группа галактик наиболее известна тем, что была показана в старом фильме «Эта замечательная жизнь». Однако это свежее изображение позволяет иначе взглянуть на эволюцию ранней Вселенной.
Новое изображение огромно — оно содержит более 150 миллионов пикселей и состоит почти из 1000 отдельных файлов изображений. На нем видны сверкающие скопления миллионов молодых звезд и размашистые хвосты газа и пыли. Он фиксирует огромные ударные волны, когда одна из галактик, NGC 7318B, врезается в скопление. Квинтет Стефана находится примерно в 300 миллионах световых лет от Земли.
КОСМИЧЕСКИЕ СКАЛЫ
Уэбб также сделал замечательное изображение молодой области звездообразования под названием NGC 3324 в туманности Киля. Изображение, названное Космическими скалами, показывает ранее невидимые области рождения звезд.
На этом изображении показан край гигантской газовой полости внутри NGC 3324. Самые высокие «пики» на этом изображении имеют высоту около семи световых лет. NGC 3324, расположенная примерно в 7600 световых годах от нас, была получена с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона и прибора среднего инфракрасного диапазона Уэбба.
Смерть звезд
Наряду с созданием звезд Уэбб также помогает нам узнать больше о смерти звезд. Две камеры на борту Уэбба запечатлели планетарную туманность NGC 3132, неофициально известную как Туманность Южное Кольцо. Она находится примерно в 2500 световых годах от нас.
JWST поможет ученым лучше понять молекулы, присутствующие в планетарных туманностях — облаках газа и пыли, выбрасываемых умирающими звездами.
На изображении выше показаны две звезды, находящиеся на узкой орбите. Звезды и их слои света хорошо видны на изображении с камеры ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) слева, а изображение с прибора среднего инфракрасного излучения Уэбба (MIRI) справа впервые показывает, что вторая звезда окружена пылью.
Хотя изображения, опубликованные на этой неделе, невероятны, это лишь малая часть того, что сможет показать Уэбб. Хотя предполагается, что миссия Webb продлится 10 лет, у JWST достаточный запас топлива, чтобы продержаться и 20 лет.
Чтобы зайти так далеко, уже потребовались огромные инженерные подвиги. JWST стартовал в декабре с европейского космодрома в Куру, Французская Гвиана. Пролетев один миллион миль от Земли, JWST развернул свой гигантский солнцезащитный экран. Он развернул и идеально выровнял свои позолоченные зеркала и охладил свои инструменты почти до абсолютной нулевой рабочей температуры.
Миссия JWST — это совместная работа, в которой участвуют НАСА, Европейское космическое агентство, Канадское космическое агентство, а также частные партнеры. И кто знает, что мы узнаем, благодаря ей, в ближайшем будущем.
