James Webb Space Telescope

В кадре объект под названием Облако Дигеля 2S и яркое звёздное скопление, находящиеся в 58000 световых годах от центра Галактики

В этот раз он сфотографировал спиральную галактику NGC 2090, которая находится на расстоянии 40 миллионов световых лет от Млечного пути в созвездии Голубь.

Фотография является результатом комбинирования данных приборов среднего и ближнего инфракрасных диапазонов. MIRI показывает нам свечение межзвездной пыли, будущие строительные материалы для новых звезд, а NIRCam открывает звезды за огромным количеством плотных облаков газа и пыли.

Оно демонстрирует самый настоящий водоворот, состоящий из бесчисленного множества галактик. Хотя конечно в реальности это лишь оптический эффект, предсказанный теорией относительности. Дело в том, что в центре снимка находится галактическое скопление Abell S1063 (расстояние до него — 4,5 млрд световых лет). Оно настолько массивно, что его гравитация выступает в качестве линзы, усиливая свет, испускаемый находящимися позади него более далекими галактики, а также искривляя их изображения в различные причудливые формы.

Астрономы очень любят гравитационные линзы. Подобные космические увеличительные стекла позволяют им наблюдать объекты, которые при обычных обстоятельствах были бы слишком тусклы, чтобы их смогли увидеть даже самые мощные из существующих телескопов.

Оно находится на расстоянии 200 тысяч световых лет от нас в Малом Магеллановом облаке. NGC 602 состоит из множества молодых звезд, газовых облаков и скоплений темной пыли.

Снимок был сделан не ради красоты. По своим характеристикамNGC 602 напоминает регионы звездообразования из ранней Вселенной. Поэтому астрономы используют его в качестве своеобразной природной лаборатории. В ходе изучения NGC 602, James Webb даже удалось обнаружить популяцию коричневых карликов — объектов, занимающих промежуточное положение между звездами и планетами. До этого их находили только в нашей галактике.

Она расположена на расстоянии около 800 световых лет от нас в созвездии Тельца. Подобные туманности возникают на завершающем этапе эволюции звезды с массой от 0,8 до 8 солнечных, когда красный гигант или сверхгигант сбрасывает свои внешние слои.

Несмотря на название, планетарные туманности не связаны с планетами. Такое имя они получили из-за визуального сходства, которое можно заметить при наблюдениях в телескоп.

Формирование планетарных туманностей, наряду со вспышками сверхновых, играет ключевую роль в химической эволюции галактик. В ходе этого процесса в межзвёздное пространство выбрасываются вещества, обогащённые тяжёлыми элементами, которые образуются в результате звёздного нуклеосинтеза. К таким элементам относятся углерод, азот, кислород и кальций, в отличие от водорода и гелия, оставшихся после первичного нуклеосинтеза Большого взрыва.

Космический телескоп имени «James Webb», запущенный в 2021 году, открыл новую страницу в наблюдении за внеземными мирами. Впервые с его помощью удалось получить прямое изображение неизвестной ранее экзопланеты. Об открытии сообщается журнале Nature.

Экзопланеты обычно обнаруживаются косвенными методами, так как они чрезвычайно тусклы и находятся слишком близко к своим звездам. Однако команда ученых использовала специальный коронограф французской разработки, установленный на инструменте MIRI телескопа «James Webb». Он маскирует свет звезды, позволяя разглядеть ее окрестности – аналогично тому, как во время солнечного затмения становится видно корону Солнца.

Новый внесолнечный мир обнаружен внутри пылевого диска вокруг молодой звезды TWA 7 возрастом примерно 6,4 миллиона лет. Система интересна тем, что в ее диске наблюдаются три концентрических кольца, одно из которых особенно узкое и ограничено почти пустыми зонами. Именно в этом узком кольце удалось заснять яркий источник, который, по результатам моделирования, оказался экзопланетой, получившей обозначение TWA 7 b.

По массе TWA 7 b сопоставима с Сатурном – примерно в 10 раз «легче» тех экзопланет, которые удавалось запечатлеть ранее. Это серьезный шаг вперед в направлении прямого наблюдения все более мелких и, возможно, землеподобных миров.

Открытие подтверждает эффективность метода и демонстрирует потенциал «James Webb» в поиске маломассивных планет. Ученые надеются, что в будущем телескоп сможет различать даже планеты с массой всего 10 процентов от массы Юпитера. Уже сегодня специалисты составляют список перспективных систем, которые могут стать следующими целями для наблюдений с использованием все более совершенных коронографов и телескопов нового поколения.

Ее свет должен был достичь нашей планеты где-то в конце XVII века. Однако в исторических хрониках нет никаких записей об этом событии. Существует предположение, что незадолго до взрыва звезда выбросила большое количество вещества. Оно плотно окутало ее и поглотило свет от вспышки.

Кольца этой туманности видны только в среднем инфракрасном диапазоне, что отличает её от других объектов с похожей морфологией.

Силикатные облака, вероятно, также содержат железо, которое может выпадать в виде осадков.Используя космический телескоп «James Webb», астрономы получили беспрецедентные данные о двух гигантских экзопланетах в системе звезды YSES-1, расположенной на расстоянии около 360 световых лет от Земли.

Наблюдения проливают свет на то, как формируются планеты-гиганты и из чего состоят их атмосферы. Об открытии сообщается в журнале Nature.

«Одна из ключевых находок – облака из силикатов в атмосфере более удаленной от звезды планеты YSES-1c. Эти «песчаные» частицы были обнаружены в среднем инфракрасном диапазоне и стали самой яркой сигнатурой силикатов среди всех известных экзопланет. Мы считаем, что их яркость связана с молодостью объекта: расширенная атмосфера позволяет облакам эффективнее поглощать тепловое излучение», – рассказывают авторы исследования.

Не менее удивительным оказалось открытие вокруг внутренней планеты YSES-1b – у нее обнаружен околопланетный диск, который может служить источником вещества для будущих спутников. Такие диски до сих пор находили всего трижды, и всегда у значительно более молодых объектов. Возраст системы YSES-1 составляет около 16,7 миллиона лет, что делает находку особенно интригующей.

Сами планеты, превышающие по массе Юпитер, обращаются вокруг звезды, напоминающей наше Солнце, но на значительно больших расстояниях. Это бросает вызов традиционным теориям формирования планетарных систем и указывает на их поразительное разнообразие.

«Система YSES-1 предоставляет нам редкую возможность наблюдать формирование планет в реальном времени. Это словно окно в далекое прошлое Солнечной системы», – заключили авторы исследования.

Используя космический телескоп «James Webb», астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру, которая поглощает материю с невероятной скоростью – в 40 раз выше предела Эддингтона. Об открытии сообщается в журнале Nature Astronomy.

«Открытие сверхмассивной черной дыры, которая поглощает материю с невероятной скоростью всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, дает новые ценные сведения о механизмах быстрого роста черных дыр в ранней Вселенной», – рассказывают авторы исследования.

Объект, получивший обозначение LID-568, выделялся интенсивным рентгеновским излучением, зафиксированным космической обсерваторией NASA «Chandra» в рамках обзора галактик COSMOS. Однако в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах он слишком слаб и до прихода «James Webb» был недоступен для детальных исследований.

«Спектрометр NIRSpec позволил нам получить полное представление о сверхмассивной черной дыре и ее окружении. Это привело к неожиданному открытию мощных потоков газа вокруг объекта, скорость и размер которых указывает на то, что значительная часть приращения массы сверхмассивной черной дырой могла произойти в результате одного эпизода быстрой аккреции», – пояснили авторы исследования.

В ходе анализа данных стало ясно, что объект LID-568 поглощает материю со скоростью, в 40 раз превышающей предел Эддингтона. Этот предел связан с максимальной светимостью, которой может достичь черная дыра, а также с тем, насколько быстро она может поглощать вещество, чтобы ее внутренняя гравитационная сила и внешнее давление оставались в равновесии.

«Этот экстремальный случай показывает, что механизм быстрого поглощения, превышающий предел Эддингтона, является одним из возможных объяснений того, почему мы видим эти очень массивные черные дыры в столь раннем возрасте Вселенной», – заключили авторы исследования.

 Он расположен на расстоянии 500 световых лет от Земли и является частью молекулярного облака Тельца.

HH 30 пользуется большой популярностью среди астрономов, потому что мы видим его с ребра и это позволяет как следует рассмотреть его структуру. Через центр диска проходит полоса, соответствующая наиболее плотному центральному слою, заполненному пылевыми зернами миллиметрового размера. В будущем они слипнутся вместе и образуют зародыши планет.

На фото также хорошо виден выбрасываемый протозвездой джет, который взаимодействует с близлежащими облаками газа и пыли. Джет окружен более широкой конусообразной структурой. Что касается самой протозвезды, то она скрыта внутри протопланетного диска, подсвечивая его.

Согласно стандартным моделям, черные дыры образуются в результате гибели массивных звезд и накапливают материю до предела, известного как предел Эддингтона.

Используя космический телескоп «James Webb», астрономы обнаружили в ранней Вселенной огромную черную дыру, которая «наелась досыта и дремлет». Об открытии сообщается в журнале Nature.

«Подобно медведю, наевшемуся лосося перед зимней спячкой, эта черная дыра переела до такой степени, что больше почти не может поглощать материю», – рассказывают авторы исследования.

Черная дыра уже смогла вырасти до своих размеров спустя всего 800 миллионов лет после Большого взрыва. Масса гравитационного монстра составляет примерно 400 миллионов солнечных, что делает его одним из самых крупных среди себе подобных на данном этапе развития Вселенной.

«Черная дыра настолько огромна, что содержит примерно 40 процентов общей массы галактики, в которой она находится: для сравнения, большинство черных дыр в локальной Вселенной не превышают и 0,1 процента от массы галактики-хозяйки», – отметили авторы исследования.

Однако, несмотря на свои гигантские размеры, эта черная дыра все же потребляет газ, необходимый ей для роста, но с очень низкой скоростью – примерно в 100 раз медленнее теоретического максимального предела, – что делает ее по сути спящей.

Такая сверхмассивная черная дыра, находящаяся на столь раннем этапе развития Вселенной, но при этом не активно растущая, ставит под сомнение текущее представление о формировании и развитии этих объектов.

«Наиболее вероятным сценарием является то, что черные дыры проходят через короткие периоды сверхбыстрого роста, за которыми следуют длительные периоды покоя», – считают авторы исследования.

Согласно стандартным моделям, черные дыры образуются в результате гибели массивных звезд и накапливают материю до предела, известного как предел Эддингтона, когда давление излучения на материю преодолевает гравитационное притяжение.

С помощью ряда компьютерных симуляций ученые попытались выяснить, как эта спящая черная дыра могла вырасти до таких огромных размеров в самом начале существования Вселенной. В результате они пришли выводу, что наиболее вероятный сценарий заключается в способности черных дыр превышать предел Эддингтона в течение коротких периодов, когда они растут очень быстро, а затем наступают длительные периоды бездействия.

Результаты удивили астрономов. Они надеялись, что им удастся найти в этом диске следы, оставленные обращающимися вокруг Веги экзопланетами. Однако он оказался на удивление гладким. При том, что диаметр диска составляет 160 млрд км, в нем нашелся лишь один тонкий разрыв на расстоянии 9 млрд км от звезды (это примерно в два раза больше чем дистанция между Солнцем и Нептуном). Это говорит о том, что у Веги нет экзопланет с массой, хотя бы сопоставимой с массой того же Нептуна, обращающихся по большим орбитам.

Так что, создатели фильма «Контакт» возможно оказались не настолько уж и далеко от истины. Там, когда путешествующая через червоточину Элли Эрроуэй ненадолго оказывается у Веги, то она видит лишь окружающие звезду пылевые облака (а еще инопланетную космическую станцию), но никаких экзопланет.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун

На снимке видна галактика SPT-S J041839-4751.8, расположенная на расстоянии в 12 млрд световых лет от Земли. Как отмечает астрономы, если бы не эффект гравитационного линзирования, мы не смогли бы получить изображение такого далекого объекта. Объект, довольно крупный – такой, как массивная галактика, черная дыра – искажает свет, который отклоняется, превращаясь в кольцо. Таким образом можно увидеть другую галактику, которая находится за той, которая искривляет свет. Этот эффект назван именем Альберта Эйнштейна – именно он предсказал гравитационное линзирование.

Снимок получен благодаря трем разным фильтрам MIRI. Красный — фильтр F1000W улавливает световые волны с длиной волны 10 мкм. Зеленый фильтр F770W нужен для длин волн 7,7 мкм и синий F560W — 5,6 мкм.