Год назад, 25 декабря 2021 года в 15.20 по московскому времени был запущен самый сложный, мощный и амбициозный космический телескоп, когда-либо созданный человечеством. После многих лет испытаний, сборок, изменений, неопределенностей и бюджета чуть менее 12 миллиардов долларов космический телескоп Джеймса Уэбба взлетел на ракете Ariane V и отправился в космос.
После последовательности разделения и развертывания различных компонентов "Уэбба" колоссальный телескоп продолжил свой путь к точке Лагранжа L2, расположенной в 1,5 млн км от Земли. 12 июля 2022 года, через шесть месяцев после отлета, мы наконец-то смогли оценить первые научные фотографии, сделанные телескопом.
В этот первый год после своего отлета и в эти первые шесть месяцев научных исследований "Уэбб" дал нам не только самые подробные, сложные и чувствительные данные, когда-либо полученные в инфракрасной Вселенной, но и изображения, которые войдут в историю. Знаковые кадры, демонстрирующие красоту космоса, неотъемлемой частью которого мы являемся, и пытающиеся разгадать ее секреты. Некоторые из них мы собрали в этой статье, чтобы отметить деятельность телескопа и его беспрецедентную производительность.
Столпы творения
Столпы Творения выглядят ярче и детальнее, чем когда-либо, на этом снимке, сделанном камерой ближнего инфракрасного излучения (NIRCam). Области глубокого красного цвета, похожие на лаву, на вершинах некоторых столбов — это выбросы от звезд, которые все еще формируются. Красный цвет обусловлен энергичными молекулами водорода, возникающими в результате струй и столкновений с молекулами окружающего вещества.
Интересно, что на этом изображении нет видимых галактик. На самом деле, полупрозрачный газ и пыль, составляющие межзвездную среду, в самой плотной части диска нашей Галактики, закрывают нам обзор более глубокой Вселенной.
Туманность Киля
Самым распространенным и комментируемым изображением из пяти, опубликованных 12 июля этого года, является изображение туманности Киля, одной из крупнейших туманностей, видимых на нашем небе. Любуясь ей, понимаешь, что в ней действительно есть что-то особенное. Это похоже на наблюдение горного ландшафта, богатого деталями: туманность Киля предстает как настоящая кузница звезд, в которой рождаются очень массивные и яркие звезды.
Извилистые формы этих "гор" высотой до 7 световых лет сформировались под воздействием ультрафиолетового света и звездного ветра от горячих звезд, расположенных над изображением. Подобные изображения, особенно такие детальные, очень полезны для лучшего понимания явления звездообразования и его влияния на газообразные облака.
Туманность Тарантул
NGC 2070, более известная как туманность Тарантул из-за внешнего вида ее пылевых нитей, является самой большой и яркой звездообразующей областью Местной группы, частью которой является наш Млечный Путь. Здесь находятся самые горячие и массивные звезды. Помимо молодых звезд, Уэбб также показал удаленные фоновые галактики и подробную структуру и состав газа и пыли в туманности. Наблюдаемый с помощью NIRCam, регион во всех отношениях напоминает жилище тарантула, облаченное в его шелк. Полость туманности была заполнена излучением от скопления молодых массивных звезд, которые на снимке бледно-голубого цвета.
Только более плотные окружающие области туманности противостоят эрозии звездными ветрами этих звезд, образуя столбы, которые, кажется, направлены назад к скоплению. Они поддерживают формирующиеся протозвезды, которые со временем выйдут из своих пылевых коконов и, в свою очередь, сформируют туманность.
Протозвезда L1527
На другом снимке NIRCam огненные языки разрастаются в песочные часы, окутывая протозвезду L1527, находящуюся в темном облаке в видимом свете. Облака скрывают в "горлышке" песочных часов очень молодую звезду, протопланетный диск которой виден как темная линия в центре. Свет от протозвезды фильтруется выше и ниже этого диска, освещая полости в окружающем газе и пыли.
Преобладающие черты региона — голубые и оранжевые облака — очерчивают полости, образовавшиеся при удалении вещества от протозвезды и столкновении с окружающей материей. Уэбб также обнаружил нити молекулярного водорода, которые возникли при выбросе материала протозвездой. Удары и турбулентность препятствуют образованию новых звезд, которые в противном случае формировались бы по всему облаку.
Галактика M74
Уэбб наблюдал спиральную галактику M74, также известную как галактика-призрак с помощью своего инструмента Mid-InfraRed (MIRI), чтобы узнать больше о ранних стадиях звездообразования в местной Вселенной. Эти наблюдения являются частью попытки составить карту 19 близлежащих галактик с высокими темпами звездообразования в инфракрасном диапазоне, предпринятой международной коллаборацией PHANGS.
M74 относится к особому классу спиральных галактик, известных как спирали с большим рисунком. На самом деле, ее спиральные рукава являются заметными и четко очерченными, в отличие от бессистемной и нерегулярной структуры, наблюдаемой в других спиральных галактиках. Видение Уэбба подчеркивает массы газа и пыли в рукавах галактики и плотное скопление звезд в ее ядре.
Туманность Южное кольцо
Туманность Южное кольцо — это планетарная туманность. На инфракрасном снимке Уэбба видны беспрецедентные детали этой сложной системы; в частности, каждая "оболочка", окружающая центральную звезду, представляет собой эпизод, в котором она потеряла часть своей массы. Более крупные газовые оболочки в направлении внешних областей изображения были выброшены раньше, а те, что ближе к звезде, были самыми последними.
Наблюдения с помощью NIRCam также показывают чрезвычайно тонкие лучи света вокруг планетарной туманности. Свет от центральных звезд выходит из мест, где есть дыры в газе и пыли, подобно солнечному свету через трещины в облаке.
Первое глубокое поле Уэбба
Первое настоящее научное изображение "Уэбба" было предварительно просмотрено поздним вечером 11 июля 2022 года президентом США Джо Байденом и администратором НАСА Биллом Нельсоном. Это глубокое поле, т.е. снимок с длительной экспозицией, сделанный с целью запечатлеть как можно более слабые и удаленные объекты.
На самом деле это изображение представляет собой коллаж из нескольких отдельных снимков с общим временем экспозиции 12,5 часов. Длительная экспозиция позволила увидеть очень далекие галактики, относящиеся к периоду становления Вселенной. Самой далекой из них потребовалось 13,1 миллиарда лет, чтобы добраться до нас: эта звезда отправилась в путь, когда возраст Вселенной составлял всего 700 миллионов лет.
Галактика Колесо Телеги
Одно из следующих наблюдений Уэбба касается галактики Колесо Телеги. На расстоянии около 500 миллионов световых лет от нас, в созвездии Скульптора, эта галактика — редкое зрелище. Ее вид, похожий на колесо, является результатом особенно интенсивного космического события: высокоскоростного столкновения спиральной галактики и другой, меньшей по размеру галактики.
Другие телескопы, включая "Хаббл", уже наблюдали Колесо Телеги. Однако новые инфракрасные данные "Уэбба" выходят за рамки количества пыли, заслоняющей вид галактики. В частности, они раскрывают беспрецедентные подробности о звездообразовании и центральной черной дыры галактики, показывая, как галактика Колесо Телеги менялась на протяжении миллиардов лет.
Квинтет Стефана
Изображение захватывающего квинтета Стефана, еще одного из ранних снимков Уэбба, было получено путем объединения двух изображений: одного в ближнем инфракрасном и одного в среднем инфракрасном диапазоне, благодаря камерам NIRCam и MIRI. Галактики в квинтете образуют группу, потому что они гравитационно связаны друг с другом, за исключением галактики внизу, которая фактически не связана с другими.
Уэбб раскрывает галактическую группу в совершенно новом свете, показывая невиданные ранее детали, такие как мерцающие скопления миллионов молодых звезд и области взрывов недавно родившихся звезд, большие хвосты газа, пыли и звезд, затянутые гравитационными взаимодействиями.
Юпитер
Самое красивое изображение Юпитера, полученное с помощью телескопа Уэбба, было получено путем объединения нескольких снимков NIRCam. На полюсах планеты видны светящиеся полярные сияния, окрашенные в зеленый и красный цвета, которые достигают больших высот в атмосфере планеты. Большое красное пятно также хорошо видно, хотя оно кажется белым, поскольку отражает большое количество солнечного света и, следовательно, выглядит очень ярким в фильтрах, используемых для наблюдения за планетой в инфракрасном диапазоне.
Также видны различные другие детали того, что находится вокруг. Например, можно наблюдать слабые кольца планеты, которые гораздо менее очевидны, чем кольца Сатурна, и имеют видимую яркость до миллиона раз меньше, чем средняя яркость атмосферы Юпитера. На большем расстоянии можно наблюдать Адрастею и Амальтею, две небольших спутника Юпитера.
Новая астрономическая эра
За последние 20 лет тысячи людей посвятили свою карьеру этому грандиозному проекту. Видя, что удается сделать "Джеймсу Уэббу" и что еще он может рассказать нам о происхождении и эволюции Вселенной и самой жизни, он питает надежды и чаяния тех, кто преданно и с большими ожиданиями следит за ним.
Эти изображения не только удивительно красивы: они также представляют собой начало новой эры в астрономии. Уровень точности и детализации, достигнутый "Уэббом", не имеет себе равных ни в одном другом телескопе, работающем в настоящее время в инфракрасном диапазоне (и за его пределами). Таким образом, произошел настоящий скачок поколений, позволяющий нам наблюдать за космосом так, как мы никогда раньше не могли. И нет никаких сомнений в том, что экстраординарные возможности JWST в ближайшие десятилетия кардинально изменят наше понимание космоса. С днем рождения, Уэбб!
28.12.2022 36 5 минут чтения
