Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» не обнаружил плотной и богатой водой атмосферы у близкой к Солнцу суперземли GJ 486b. Предыдущие результаты наблюдений ученые считают ошибочными из-за звездного загрянения.
Одна из основных научных задач запущенного в 2021 году в космос «Джеймса Уэбба» заключается в поисках и определении свойств атмосфер у экзопланет, аналогичных планетам земной группы в Солнечной системе. В частности, для землеподобных экзопланет, обращающихся вокруг красных карликов, которые могут порождать мощные вспышки и интенсивные потоки рентгеновского и ультрафиолетового излучения, интересно отследить, как меняется скорость эрозии атмосфер по мере удаления от звезды и как это влияет на потенциальную обитаемость.
Группа астрономов во главе с Меган Мэнсфилд (Megan Mansfield) из Обсерватории Стюарда опубликовала результаты спектроскопических наблюдений за экзопланетой GJ 486b при помощи инструмента MIRI «Джеймса Уэбба». Наблюдения велись во время вторичных затмений (когда экзопланета проходит позади звезды) 29 мая и 1 июня 2023 года.
GJ 486b относится к суперземлям, с массой 2,77 масс Земли и радиусом 1,28 масс Земли, что предполагает горные породы в составе. Она обращается вокруг красного карлика и является третьей по близости к Земле транзитной экзопланетой земной группы. Ранее «Джеймс Уэбб» наблюдал за ней во время события транзита, тогда ученые посчитали, что атмосфера у планеты есть и в ней есть водяной пар, однако результаты оставались предметом споров.
Новые спектры теплового излучения от экзопланеты лучше всего вписываются в модель скалистой планеты, которая либо лишена атмосферы и обладает малым альбедо, либо обладает тонкой атмосферой, в которой есть следы водяного пара (менее одного процента) или углекислоты. Модели плотной атмосферы, подобной земной или венерианской, или атмосферы, богатой водяным паром, которые предлагались ранее, не подходят. Ученые считают, что лучше всего подходит модель без атмосферы, а спектры, полученные ранее, интерпретированы неправильно, следы воды, скорее всего, родом из фотосферы звезды.
Астрономы рассмотрели систему молодой звезды T Cha, которая пребывает на последнем этапе формирования. Из протопланетного диска уже начали исчезать газ и пыль. Ученые уверены, что это результат нескольких процессов, в том числе воздействия звездного ветра, но напрямую его засечь не удавалось — до наблюдений с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Рассеивание протопланетного диска играет большую роль в эволюции системы. От того, когда и как исчезает диск, зависит формирование и миграция планет. В системах вроде Солнечной вблизи звезды преобладают каменистые планеты, а газовые гиганты оказываются вдалеке. Куда девается газ из внутренней области системы? Новое исследование доказало, что разобраться в этом поможет космический телескоп «Джеймс Уэбб».
Еще недавно ученые считали, что внутренняя часть диска исчезает сама по себе. Из-за трения пыль и газ замедляются и «падают» в звезду. Играет роль и фотоиспаряющий ветер — высокоэнергетические фотоны, разлетающиеся от звезды и «сдувающие» диск. Проблема в том, что этот ветер начинает действовать на довольно большом расстоянии, где ослабевает притяжение светила.
За последние несколько лет с помощью компьютерного моделирования на уровне микрофизики исследователи выяснили, что «падение» в звезду — результат скорее не трения, а воздействия магнитогидродинамического ветра. Ускоренные магнитным полем звезды потоки газа замедляют вращение протопланетного диска, и его вещество начинает «падать» в центр системы. Ученые предположили, что различить влияние фотонов и магнитого поля можно по смещению спектральных линий аргона и неона, ионизированных излучением. И вот им это удалось.
В качестве объекта для наблюдений астрономы выбрали T Cha, яркую молодую звезду спектрального класса G (желтый карлик типа нашего Солнца), расположенную в 336 световых годах от нас. Ей от двух до десяти миллионов лет. Главное — прошлые наблюдения выявили сильное излучение неона [Ne II], как раз одну из линий, за которыми «охотились» авторы.
Другая особенность системы T Cha — строение протопланетного диска. Газ в нем распределен сплошным слоем, а вот в пыли — огромный разрыв как раз во внутренней области системы. На расстоянии от одной до 20 астрономических единиц от звезды пыли нет.
По одним лишь спектральным линиям ученые не могли определить: можно считать неон показателем только «магнитного» ветра во внутренней области системы или он «подсвечивает» и высокоэнергетические фотоны. Поэтому нужны были система вроде T Cha с большим разрывом и мощный телескоп, способный уловить перепады излучения между внутренней областью протопланетного диска и внешней.
Иллюстрация строения протопланетного диска у звезды TCha. Ветер создают фотоны. По предположению авторов исследования, сильное ультрафиолетовое излучение ионизирует аргон, а рентгеновское — неон
«Впервые мы использовали неон для изучения протопланетных дисков больше десяти лет назад, тестировали наши компьютерные вычисления на данных телескопа „Спитцер“ и новых наблюдениях, полученных с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили. Мы многое узнали, но те наблюдения не позволили нам измерить, сколько массы теряют диски в этом процессе. Новые данные „Джеймса Уэбба“ удивительны, я и не думал, что будет возможно различить в данных ветер. „Джеймс Уэбб“ позволит нам как никогда раньше разобраться в эволюции молодых систем, как только мы получим еще больше наблюдений вроде этих», — объяснил один из авторов нового исследования Ричард Александр, профессор Школы физики и астрономии Лестерского университета (Великобритания).
Впервые ученым удалось различить колебания неона [Ne II] и засечь в протопланетном диске аргон [Ar III]. По словам авторов работы, опубликованной в журнале The Astronomical Journal, линии газов указывают на поздний этап формирования системы, и их можно объяснить как «магнитным» ветром, так и «фотонным».
Более того, по подсчетам, которые будут опубликованы в сопровождающих статьях, из-за влияния ветров за год диск T Сha теряет массу, сопоставимую с Луной. Сопоставив новые наблюдения с данными «Спитцера», авторы исследования выдвинули предположение, что современное поколение ученых сможет увидеть, как исчезнет вся пыль из внутреннего диска, так быстро он «рассасывается». Главное, что это исследование в очередной раз доказало возможности «Джеймса Уэбба»: с его помощью астрономы смогут гораздо глубже погрузиться в изучение эволюции протопланетных дисков.
Астрономы, работающие с космическим телескопом Джеймса Уэбба, наткнулись на одну из самых загадочных находок в недавней истории изучения экзопланет. Питер Гао из Лаборатории изучения Земли и планет Карнеги в Вашингтоне, соавтор исследования, рассказал:
Помню, после получения данных наша коллективная реакция была "Что это, чёрт возьми, такое?" Это крайне отличается от того, что мы ожидали.
Команда обнаружила экзопланету PSR J2322-2650b, которая вращается вокруг небольшой плотной звезды, излучающей электромагнитную радиацию – пульсара. Подобные пары называют системами "чёрная вдова", где быстро вращающийся пульсар соседствует с меньшим астрономическим телом. Сама по себе система "чёрная вдова" не редкость, но эта пара вызвала вопросы о том, как экзопланета изначально сформировалась.
Близость экзопланеты к пульсару и его интенсивное гравитационное притяжение исказили её в продолговатую форму лимона. Ещё более необычно то, что PSR J2322-2650b обладает уникальной атмосферой, состоящей в основном из гелия и углерода.
Вместо того чтобы найти обычные молекулы, которые мы ожидаем увидеть на экзопланете – такие как вода, метан и углекислый газ – мы обнаружили молекулярный углерод.— Майкл Чжан из Чикагского университета
Учитывая странную атмосферу, команда не уверена, как сформировалась экзопланета.
Очень трудно представить, как можно получить такой чрезвычайно обогащённый углеродом состав. Это, кажется, исключает все известные механизмы формирования.
Пока что это открытие остаётся ещё одной загадкой Вселенной.
WASP-43 b — экзопланета, по размеру похожая на Юпитер, вращающаяся на расстоянии всего чуть более 2 миллионов километров от звезды, что примерно составляет двадцать пятую часть дистанции от Меркурия до Солнца.
Подобно Луне и Земле, экзопланета находится в приливном захвате своей родительской звезды, что делает одну ее сторону светлой и раскаленной, а другую темной и менее горячей.
Исследования проводились транзитным методом с помощью вторичного затмения. Когда экзопланета начинала скрываться за звездой или наоборот появляться за ней, WASP-43 b была обращена к телескопу светлой стороной. Это позволило зафиксировать максимальную яркость системы. Измерения показали, что температура светлой стороны составляет около 1250 ℃. Когда экзопланета проходила по диску звезды, то есть обращена к телескопу ночной стороной, приборы фиксировали данные, указывающие на температуру около 600 ℃.
Помимо температуры ученые установили наличие молекул водяного пара и отсутствие метана, которое очень удивило специалистов.
«Тот факт, что мы не видим метана на ночной стороне, говорит о том, что скорость ветра на WASP-43b должна достигать примерно 8 000 км/ч», - объясняет автор исследования Джоанна Барстоу. «Если ветры перемещают газ с дневной стороны на ночную и обратно достаточно быстро, то для ожидаемых химических реакций не хватит времени, чтобы произвести заметное количество метана на ночной стороне»
На проектирование и строительство космического телескопа "Джеймса Уэбб" ушли десятилетия, но эти титанические усилия уже приносят свои плоды. Не прошло и года с начала работы космического телескопа, а "Уэбб" уже прислал десятки потрясающих космических снимков, а также множество научных данных, которые помогли ученым продвинуться в понимании Вселенной. Телескоп будет работать в космосе 20 лет.
Скопление галактик SMACS 0723 или более известное название - "Первое глубокое поле Уэбба".
Одной из первых задач, которую НАСА выполнило с помощью телескопа "Уэбб", было воссоздание одной из самых знаковых фотографий "Хаббла" за всю историю наблюдений. Глубокое поле Уэбба (Deep Field) — это самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной из когда-либо созданных, позволяющее увидеть тысячи галактик на участке неба размером с рисовое зернышко, которое держат на расстоянии вытянутой руки. Некоторым из галактик на этом изображении 13,1 миллиарда лет, они запечатлены в том виде, в каком они появились, когда Вселенная только-только остыла настолько, чтобы началось звездообразование.
Юпитер
Знаете ли вы, что у Юпитера есть кольца? Они не такие заметные, как у Сатурна, но мощная гравитация Юпитера притянула достаточно материала, чтобы у него появилось несколько своих колец. Большинство телескопов не могут разглядеть блеклые кольца планеты, но Уэбб может. Летом 2022 года ученые сфотографировали Юпитер с помощью "Уэбба" и запечатлели кольца, а также светящиеся полярные сияния на обоих полюсах.
Нептун
Говоря о кольцах, у Нептуна они тоже есть, но их еще труднее обнаружить. "Уэбб" работает в ближнем инфракрасном диапазоне от 0,6 до 5 микрон с помощью своей камеры NIRCam, поэтому планета не выглядит темно-синей, как на большинстве фотографий, но кольца видны очень четко. Ни один космический зонд не посещал Нептун со времен "Вояджера-2" в конце 1980-х годов. Таким образом, впервые за 30 лет удалось увидеть едва различимые кольца Нептуна.
Сатурн
Сатурн — последний газовый гигант нашей Солнечной системы на который обратил свое внимание телескоп "Уэбб". НАСА все еще работает над обработкой результатов наблюдений, но уже опубликовало предварительный снимок планеты, окруженной кольцами. На этом изображении Сатурн виден через фильтр NIRCam F323N (3,23 микрона). НАСА обработало это монохромное изображение и придало ему темно-оранжевый оттенок. Сатурн темнее колец, потому что метан в его атмосфере поглощает большую часть падающего на него света.
Экзопланета HIP 65426 b
Наблюдение за планетами с помощью "Уэбба" не ограничивается нашей Солнечной системой. "Уэбб" сделал свое первое изображение экзопланеты в 2022 году, когда он наблюдал за звездой HIP 65426. Там "Уэбб" обнаружил экзопланету HIP 65426 b. Экзопланета примерно в девять раз больше Юпитера, а ее орбита проходит в три раза дальше от звезды, чем Нептун от Солнца. Это помогло ученым разглядеть планету в "дымке" звезды, но все равно это впечатляющий подвиг для "Уэбба".
M74 или «Призрачная галактика»
Примерно в 32 миллионах световых лет от нас находится галактика, известная как M74 или «Призрачная галактика». На данный момент она движется в космосе под таким углом, что мы можем наблюдать сверху всю красу ее спиральной структуры. Этот звездный вихрь очень похож на нашу собственную галактику Млечный Путь, диаметр которой составляет 100 000 световых лет, а количество звезд оценивается в 100 миллиардов. Инструмент Mid-InfraRed Instrument (MIRI) "Уэбба" позволил ученым заглянуть сквозь пыль и газ, чтобы увидеть призрачную структуру галактики. "Уэббу" даже удалось сфотографировать ядерное звездное скопление в центре галактики.
Столпы творения
Разумеется, команда телескопа Уэбба не теряла времени даром и направило все свое внимание к, пожалуй, самому известному объекту Хаббла - Столпам творения. Эти структуры, самая большая из которых имеет высоту пять световых лет, являются частью туманности Орла, активной области звездообразования, расположенной на расстоянии около 6000 световых лет. Огромные столбы газа усеяны светящимися точками света от недавно образовавшихся звезд. Прибор NIRCam, установленный на "Уэббе", позволил увидеть гораздо больше звезд, чем это ранее сделал Хаббл, а также жуткое красное свечение в тех областях, где яркие молодые звезды приводят в движение атомы водорода.
Столпы творения, увиденные с помощью прибора MIRI.
"Уэбб" не видит Вселенную так, как мы, — он работает за пределами видимого спектра в инфракрасном диапазоне и может отображать один и тот же объект в разных спектрах, чтобы собрать больше данных. На предыдущем изображении Столбы показаны в ближнем инфракрасном диапазоне, но "Уэбб" также сделал снимок в среднем инфракрасном диапазоне с помощью своего прибора MIRI. Более темные области указывают на более плотный и холодный газ. Звезды не так ярко светятся в среднем инфракрасном диапазоне, поэтому большинство горячих молодых звезд не видны. Тем не менее, мы видим несколько голубых и белых звезд, сияющих сквозь него.
Квинтет Стефана
Это скопление из пяти галактик, открытое в 1877 году, было первой известной компактной группой галактик. Четыре из этих галактик находятся в тесной физической связи, и астрономы считают, что однажды они сольются. Один из объектов, NGC 7318, уже дает нам первые данные о слиянии галактик. Этот объект на самом деле представляет собой две галактики в процессе слияния. Изображение было получено с помощью прибора "Уэбба" MIRI, который показывает контуры пыли внутри галактик.
Протозвезда L1527
В конце 2022 года исследователи опубликовали изображение молодой протозвезды, известной как L1527. На изображении, полученном прибором "Уэбба" NIRCam, видно космическое облако в форме песочных часов, простирающееся от звезды посередине. По мере своего роста турбулентная протозвезда периодически выбрасывает материал, и светящаяся форма песочных часов показывает очертания полостей, созданных этими вспышками. Синие области — это места, где пыль тоньше, а оранжевые — более толстые слои. Вы также можете увидеть протопланетный диск в виде темной полосы прямо посередине звезды.
Звезда Вольфа-Райе WR 124
Звезды Вольфа-Райе представляют большой интерес для астрономов,
которые считают, что они могут быть ключом к пониманию того, почему во
Вселенной так много пыли. Эти звезды живут недолго, но проводят свою
короткую жизнь, извергая туманность из пыли и газа. Туманность вокруг WR
124 известна как M1–67, и "инфракрасные глаза Уэбба" (NIRCam и MIRI)
выявили невиданные ранее детали облаков.
Кольцо Эйнштейна
Телескоп "Уэбб" может видеть объекты на невероятном расстоянии, но иногда ему требуется небольшая помощь. Гравитационное линзирование может увеличивать удаленные объекты, иногда искажая свет, создавая так называемые кольца Эйнштейна. Это то, что Уэбб заметил в начале этого года — галактику, находящуюся на расстоянии 12 миллиардов световых лет от нас, линзированная галактикой, находящейся на расстоянии всего 3 миллиардов световых лет от нас. Более далекая галактика выглядит как кольцо вокруг более близкой из-за эффекта линзирования. В результате "Уэбб" смог проанализировать спектры фоновой галактики и найти доказательства существования органических материалов.
Столкновение космического аппарата с астероидом.
В октябре 2022 года "Уэбб" обратил внимание на интересную цель.
Именно тогда НАСА провело испытание DART (испытание на двойное
перенаправление астероидов), в ходе которого космический аппарат
врезался в меньший из двух самоорбитальных астероидов. "Уэбб" запечатлел
момент удара, как и телескоп Хаббл. Изображения "Уэбба" показывают
плотную светящуюся точку с расширяющимся наружу выбросом. Данные
наблюдения предоставили больше данных, чем "Хаббл".
Обнаружение углерода в туманности Ориона
Туманность Ориона находится на расстоянии 1300 световых лет от нас, но это одна из самых ярких туманностей на ночном небе — ее можно увидеть даже невооруженным глазом. Однако "Уэбб" видит гораздо больше нас. У одной из молодых звезд Ориона был обнаружен протопланетный диск, и ученые обнаружили интересный сюрприз в спектрах звезды. Именно вокруг этой звезды "Уэбб" обнаружил следы метилового катиона (CH3+), жизненно важной молекулы углерода, которая объединяется, образуя более сложную органику.
Галактика Колесо Телеги
В начале своей работы "Уэбб" взглянул на один самых популярных
объектов среди астрономов - галактику "Колесо телеги". В далеком прошлом
эта галактика пережила столкновение с другой галактикой, оставив ей
характерную колесообразную форму. "Уэбб" обнаружил более плавное
расположение старых звезд в ядре по сравнению с молодыми звездами в
расширяющемся кольце галактики.
Самые древние галактики
Мы уже обсудили "Первое глубокое поле Уэбба", но на этом изображении
скрываются некоторые особенные объекты, которые заслуживают внимания.
Две из множества галактик, видимых на этом кадре, привлекли внимание
исследователей из Гарвард-Смитсоновского центра. Было обнаружено, что
галактики (выше) имеют экстремальные красные смещения 10,5 и 12,5, что
означает, что они выглядят такими, какими они были всего через 450
миллионов и 350 миллионов лет после Большого взрыва. Это делает их
одними из самых далеких и, следовательно, самых старых галактик,
когда-либо виденных.
Туманность Южное кольцо
Южное кольцо — это планетарная туманность, облака пыли и газа,
образующиеся в результате вздутия и выброса массы стареющей звезды. Эти
плотные туманности могут существовать десятки тысяч лет, поскольку
звезды достигают конца своей жизни, и Южное кольцо является особенно
ярким примером с его многослойной формой. "Уэбб" наблюдал за этим
объектом в прошлом году, впервые обнаружив источник туманности. Это
затемнение двух звезд на правом изображении выше, которое было получено с
помощью прибора "Уэбба" MIRI. Другое изображение получено от NIRCam с
более короткой длиной волны, которая не может обнаружить вторую звезду.
"Хаббл" тоже не смог разглядеть звезду сквозь всю эту пыль, но "Уэбб"
без проблем заснял ее.
Туманность Киля
Среди первых изображений "Уэбба", опубликованных агентством НАСА,
было это поразительное видение туманности Киля. На изображениях показана
область звездообразования под названием NGC 3324 в туманности Киля.
Пустая область над клубящимися облаками возникает из-за интенсивного
ультрафиолетового излучения скопления горячих молодых звезд в центре
пузыря.
Галактика Бенгальский огонь
Вы думали, что мы закончили изучать "Первое глубокое поле Уэбба"? Ещё
нет, потому что там сотни необычных галактик. Там скрывается еще один
удивительный объект, который астрономы назвали «Бенгальский огонь». Как и
все на изображении, Бенгальский огонь выглядит таким, каким он был в
далеком прошлом. Эта галактика молодая и не очень большая, но она усеяна
шаровыми скоплениями, имеющими много общего со скоплениями, все еще
присутствующими в Млечном Пути. Ученые предполагают, что Бенгальский
огонь может быть очень похож на Млечный Путь в зачаточном состоянии.
Туманность Хамелеон I
"Уэбб" часто наблюдает за вихревыми потоками новообразованных звезд,
взорвавшихся солнечных систем и других жарких мест, но он также
заглядывал в глубины туманности Хамелеон I, которая отличается самой
низкой температурой в известной Вселенной. Хотя Хамелеон I,
расположенная примерно в 500 световых годах от Земли, является областью
звездообразования, там есть небольшая часть туманности, которая
изолирована от активной области. Там температуры, измеренные "Уэббом",
составляют невероятные -263 градуса Цельсия. Это всего лишь 10 градусов
по Цельсию от абсолютного нуля.
Водяной шлейф спутника Энцелад
Спутник Сатурна Энцелад представляет большой интерес для планетологов
благодаря выдающимся шлейфам воды, которые извергаются с его
поверхности. Это явное свидетельство наличия подповерхностного океана
сделало Энцелад возможной целью будущих космических миссий. "Уэбб"
недавно сфотографировал Энцелад, и хотя он не смог рассмотреть детали
самого крошечного спутника Сатурна, ему удалось увидеть шлейф воды,
извергающийся с его поверхности на расстоянии 9650 км.
Облака и поверхность Титана
Энцелад слишком мал, чтобы его можно было подробно изучить, но "Уэбб" без труда разглядел поверхность самого большого спутника Сатурна. Титан — единственный известный спутник с плотной атмосферой — там много азота со следами метана и водорода. На поверхности также есть озера углеводородов, и "Уэбб" смог обнаружить некоторые из них. На изображении выше показан спутник с несколькими различными параметрами фильтра. На левом изображении использован F212N (2,21 мкм), а на правом с особенностями поверхности спутника использовали комбинацию синего=F140M (1,40 мкм), зеленого=F150W (1,50 мкм), красного=F200W (1,99 мкм) и яркости=F210M (2,09 мкм).
Пояс астероидов Фомальгаут
"Уэбб" настолько мощный, что впервые видит особенности других
солнечных систем. Например, недавно телескоп впервые обнаружил пояс
инопланетных астероидов. Он находится в системе Фомальгаут, примерно в
25 световых годах от нас. Это близко по астрономическим меркам, и это
довольно мощный пояс астероидов. Наш главный пояс астероидов имеет
толщину около 1 а.е. (расстояние между Землей и Солнцем), но толщина
пояса Фомальгаута составляет ошеломляющие 80 а.е. Тем не менее, "Уэбб"
первый, кто это видит. Другие мощные телескопы, такие как ALMA и Hubble,
могут видеть только очертания диска.
Туманность Тарантул
В прошлом году "Уэбб" заметил космического паука. Туманность, которую НАСА охарактеризовало как «космического тарантула». Туманность Тарантул находится на расстоянии 161 000 световых лет в галактике-спутнике Млечного Пути, известной как Большое Магелланово Облако. Внешне она похожа на тарантула с многочисленной паутиной. Голубые звезды в центре образовали пузырь своим интенсивным ультрафиолетовым излучением и солнечным ветром, но тонкий «шелк» по краям представляет собой плотные столбы, способные противостоять силе звездного скопления.
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.
При увеличении изображения становится достаточно заметна разница в
состоянии зеркал телескопа спустя 2 года. Скорее всего, это вызвано
столкновениями с микрометеоритами, подобными тому, которое произошло в
мае 2022 года. После того случая ученые скорректировали
научную программу так, чтобы телескоп двигался по направлению движения
потенциальных микрометеоритов, избегая удара "лоб в лоб".
NASA пока не давало комментариев по этому поводу, что наводит на мысль, что подобные инциденты не сильно сказываются на научной мощности телескопа.
В кадре пара взаимодействующих галактик Arp 107. Более крупная является сейфертовской галактикой с активным ядром. Сталкивающийся галактический дуэт, соединенный тонким «мостом», состоящим из пыли и газа, находится примерно в 465 миллионах световых лет от Земли.
Недавно космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST)сделал удивительное открытие- зафиксировал новое звездообразующее облако газа, расположенное в галактике рядом с нашей, которое поражает своей красотой. Данный объект представляет собой место рождения звёзд, а благодаря инфракрасному видению телескопа, учёные получили новый взгляд на эти невероятные туманности.
Изображение, полученное с помощью инфракрасного инструмента MIRI телескопа, демонстрирует туманность N79 в Большом Магеллановом Облаке (LMC) - одной из крупнейших и ближайших к Млечному Пути спутниковых галактик. N79 простирается на 1,630 световых лет, однако снимок запечатлел только её южную часть.
Уникальность инфракрасного вида MIRI заключается в возможности глубокого проникновения внутрь туманности, выделяя светящийся подвижный газ, который расположен в глубине облака и остался бы невидимым для телескопа, работающего только в видимом спектре.
Особенностью туманности является не только скрытый газ и пыль, но и наличие в ней звёзд и протозвёзд. Внутри обнаружен объект, достаточно яркий для создания характерного узора дифракционных пиков. Этот узор появляется из-за вторичного зеркала телескопа, удерживаемого тремя стойками. Свет, проходящий мимо них, подвергается дифракции, создавая шесть шипов. Но на снимке видно восемь пиков из-за шестиугольных зеркал системы, четыре из которых совпадают в изображениях.
Туманность N79 схожа с другой туманностью, снятой JWST - Тарантуловой туманностью или 30 Doradus, также расположенной в LMC. Обе эти туманности производят звёзды с такой скоростью, которая не наблюдалась в нашей галактике миллиарды лет. Причем N79 делает это в два раза эффективнее, чем 30 Doradus.
Три года назад астрономы из Университета Карнеги обнаружили нечто неожиданное у небольшого красного карлика – газового гиганта размером с Юпитер.
В звёздной системе вроде нашей это было бы рядовым событием, но TOI 5205b оказалась настолько велика относительно своей звезды, что при прохождении перед ней блокировала семь процентов света. Это один из крупнейших транзитов экзопланет за всю историю наблюдений.
Существующие модели формирования газовых гигантов не могли объяснить, каким образом красный карлик с массой всего 40% от солнечной способен породить подобную планету.
Учёные назвали её "запретной" – в буквальном смысле физически невозможной. Согласно общепринятой теории, планеты формируются в протопланетном диске из газа и пыли, оставшемся после рождения звезды. Каменистое ядро будущего газового гиганта должно набрать около десяти масс Земли, чтобы обладать достаточной гравитацией для конденсации газа вокруг себя. У такого маленького красного карлика попросту не должно было хватить материала.
Теперь астрономы направили на TOI 5205b телескоп Уэбба, чтобы изучить атмосферу "запретного" мира.
Главная из них – концентрация тяжёлых элементов относительно водорода в атмосфере планеты оказалась ниже, чем у газовых гигантов Солнечной системы (Юпитера и Сатурна). Металличность TOI 5205b – то есть содержание элементов тяжелее водорода и гелия – также ниже, чем у её собственной звезды. Обычно у планет этот показатель выше, чем у родительских звёзд.
Ведущий автор исследования, астроном Анжали Пьетт, отметила:
Эти результаты важны для нашего понимания процесса формирования гигантских планет, который происходит на ранних этапах жизни звезды.
Пока учёные не нашли объяснения, которое бы устранило все противоречия. Однако аномально низкая металличность даёт определённые подсказки.
По словам соавтора исследования Шубхама Канодии из Carnegie Science, данные указывают на то, что тяжёлые элементы планеты мигрировали вглубь в процессе формирования, а её недра и атмосфера не перемешиваются между собой. Результаты свидетельствуют об атмосфере, богатой углеродом и бедной кислородом.
Эта эмиссионная туманность представляет собой плотные облака водорода — настоящие звездные «колыбели», где прямо сейчас формируются новые светила.
Молодые горячие звёзды нагревают и ионизируют газ вокруг себя. Благодаря этому мы и можем увидеть эту лапку, размер которой 80 световых лет. Однако массивные молодые звёзды постепенно разгоняют облака межзвёздного газа своими звёздными ветрами и в конечном итоге туманность изменит свои очертания или полностью исчезнет.
Это квазар RX J1131-1231, свет от которого шёл около 6 миллиардов лет. Галактика переднего плана так исказила идущий от него свет, что изображение вытянулось в кольцо с четырьмя отдельными яркими областями. Похоже на кольцо с драгоценными камнями.
Космический телескоп Джеймса Уэбба вновь обратил свой взор на одну из самых эффектных галактик — M104, более известную как галактика Сомбреро. Ранее она уже была запечатлена в среднем инфракрасном диапазоне, а теперь ученые представили снимок, полученный с помощью камеры ближнего ИК-диапазона.
Сомбреро находится примерно в 30 миллионах световых лет от нас. По своим размерам она сопоставима с Млечным Путём, однако её классификация остаётся предметом научных дискуссий. M104 демонстрирует признаки как спиральной, так и эллиптической галактики. Однозначно определить её природу мешает угол обзора: именно он придаёт галактике эффектный внешний вид, но одновременно усложняет изучение ее внутренней структуры.
Комментарии