Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил происхождение углерода на Европе

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.

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.

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.

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 — 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.

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".

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.

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.

"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.

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.

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.

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.

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.

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".

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.

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.

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.

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.

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.

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.

"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.

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.

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).

"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.

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.

Источник

Одной из наиболее сильных сторон космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб" является его способность "заглядывать" внутрь областей звездообразования, которые окутаны чрезвычайно плотными газовыми облаками, делающими их недоступными для наблюдений в обычные оптические телескопы.

Ярким примером исследования колыбели звезд является изображение области NGC 346, представляющей собой очень яркий и крупный регион активного звездообразования в Малом Магеллановом Облаке (ММО).

Галактика-соседка с сюрпризами

ММО — карликовая галактика-спутник Млечного Пути, находящаяся на расстоянии около 210 000 световых лет от нас. Эту галактику, расположенную в направлении созвездия Тукана, можно лицезреть невооруженным глазом из Южного полушария Земли и вблизи экватора, но с территории России ее, к сожалению, увидеть не получится.

Ключевая особенность этой галактики — низкое содержание тяжелых элементов по сравнению с Млечным Путем. Дело в том, что все элементы тяжелее водорода и гелия "выпекаются" в ядрах массивных звезд. Когда такие звезды завершают свой жизненный цикл и вспыхивают как сверхновые, они обогащают окружающее пространство новыми химическими элементами.

Космическая пыль состоит преимущественно из тяжелых элементов — кремния, кислорода и других, — поэтому ученые ожидали, что в ММО ее должен быть дефицит. Однако наблюдения "Джеймса Уэбб" показали иную картину.

В регионе NGC 346 сосредоточено огромное количество космической пыли, а значит в прошлом там происходили многочисленные вспышки сверхновых, которые не только локально насытили карликовую галактику тяжелыми элементами, но и дали толчок следующей волне звездообразования.

Кирпичики жизни в космосе

Еще более интригующей находкой стало обнаружение большого количества полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) — сложных органических молекул, которые ученые часто называют "кирпичиками жизни". ПАУ играют важную роль в формировании более сложных органических структур и могут служить основой для зарождения жизни.

Яркие шестиконечные точки на изображении представляют собой протозвезды — светила на ранней стадии эволюции, все еще окутанные плотными газопылевыми оболочками. Согласно оценке астрономов, всего в этом регионе скрываются более 1 000 звездных объектов, большинство из которых протозвезды, продолжающие активно формироваться.

Открытие показывает, что карликовые галактики представляют собой динамично развивающиеся системы. По мере накопления тяжелых элементов и формирования новых поколений звезд они эволюционируют, постепенно становясь все более сложными структурами.

Возможно, именно из подобных карликовых галактик в далеком будущем могут "вырасти" массивные звездные системы, подобные нашему Млечному Пути. Правда, это может произойти только в том случае, если карликовая галактика будет изолирована, а не поглощена более крупной галактикой-соседкой.

Читайте также:

• «Джеймс Уэбб» впервые обнаружил кристаллический водяной лед в протопланетном диске.
• Космический торнадо и далекая галактика: новый снимок телескопа «Джеймс Уэбб».
• «Джеймс Уэбб» запечатлел идеальное кольцо Эйнштейна.

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.

Астрофизики из университета Ватерлоо, при анализе данных телескопа "Джеймс Уэбб" обнаружили самую далёкую галактику типа "медуза". Такой хвост, как щупальца у "медуз", образуется когда галактика проходит через какое-либо крупное скопление галактик или гигантское пылевое облако, межзвёздный газ как бы вымывает газ и пыль галактики-медузы...

COSMOS2020-635829 расположена на расстоянии 8.5 миллиарда световых лет (красное смещение Z=1.156) в области наблюдаемого неба под названием "COSMOS", её спецом выбрали, так, что бы она была в стороне от Млечного Пути, что бы звёзды и пыль нашей галактики не мешали наблюдениям.

«Мы просматривали большой объем данных из этого хорошо изученного региона неба в надежде обнаружить ранее не исследованные галактики-медузы», — сказал доктор Иэн Робертс, научный сотрудник Бантинга в Центре астрофизики Ватерлоо на факультете естественных наук. «В начале нашего поиска данных JWST мы обнаружили далекую, ранее не описанную галактику-медузу, которая сразу же вызвала интерес».

Учёные задействовали дополнительные спектроскопические данные, полученные инструментом GMOS телескопа Gemini, и подтвердили, что ионизированный газ в хвосте кинематически связан с основной галактикой. Это исключает случайное совпадение и доказывает их физическую связь.

Источник

Космический телескоп Джеймса Уэбба снова бьёт рекорды! В рамках проекта GLIMPSE учёные обнаружили пять галактик-кандидатов, которые существовали всего через 200 миллионов лет после Большого взрыва. Это значит, что их свет путешествовал к нам около 13.6 миллиардов лет

Как это удалось увидеть? Помог эффект гравитационного линзирования – явление, предсказанное Эйнштейном. Массивное скопление галактик Abell S1063 действует как гигантская лупа, искривляя и усиливая свет далёких объектов. Без этого "увеличительного стекла" галактики были бы слишком тусклыми даже для мощного "Уэбба".

Интересный факт: из-за расширения Вселенной эти потенциальные галактики сейчас находятся от нас на расстоянии около 34 миллиардов световых лет!

Открытие ставит новые вопросы о ранней Вселенной. По словам руководителя исследования Василия Кокорева, телескоп обнаруживает больше ярких древних галактик, чем предполагали существующие модели.

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.

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.

Источник

Два года назад космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб" поставил астрономов в тупик. В ранней Вселенной были обнаружены галактики, которые, казалось, не могли существовать — они выглядели слишком большими и зрелыми для своего возраста. Теперь эта загадка получила неожиданное решение, которое может изменить наше понимание формирования первых черных дыр.

Эти необычные объекты (аномально зрелые галактики), получившие название "Маленькие Красные Точки" (Little Red Dots, LRDs), существовали, когда Вселенной было "всего" 600 миллионов лет. Изначально их параметры не укладывались в существующие модели эволюции галактик — для формирования таких массивных структур нужно было существенно больше времени.

Масс-медиа, подхватив эту информацию и исказив ее до неузнаваемости, стали причиной появления бесчисленного множества антинаучных публикаций о том, что наблюдения "Джеймса Уэбба" якобы доказали, что никакого Большого взрыва не было, а если и был, то произошел значительно раньше.

Но все это, разумеется, не соответствовало действительности, и разгадка природы "невозможных галактик" крылась в их центрах.

Тайна "Маленьких Красных Точек"

В сердцах этих древних объектов были обнаружены гигантские черные дыры, масса которых составляет около 10% от массы всей системы. Для сравнения: в современных галактиках, включая наш Млечный Путь, на сверхмассивные черные дыры в среднем приходится около 0,01% от массы галактики. Присутствие таких массивных объектов в столь ранний период существования Вселенной стало убедительным доказательством теории прямого коллапса.

Согласно этой теории, первые сверхмассивные черные дыры появились не в процессе гибели массивных звезд с последующим набором массы, а были рождены в ходе прямого коллапса гигантских облаков газа. В условиях ранней Вселенной эти облака могли коллапсировать целиком, минуя стадию формирования звезд, что приводило к появлению черных дыр массой в десятки или даже сотни тысяч солнечных масс.

Наблюдения "Джеймса Уэбба" показывают, что около 70%* "Маленьких Красных Точек" демонстрируют признаки присутствия таких черных дыр — в их центральных областях наблюдается вращение газа со скоростью около 1 000 километров в секунду.

*Речь именно о подтвержденных сверхмассивных черных дырах. По факту же нет никаких сомнений в том, что все LRDs наделены этими гигантскими "гравитационными монстрами".

Анатомия "Маленьких Красных Точек"

По сути, каждая "Маленькая Красная Точка" - это:

• Огромная черная дыра, на массу которой приходится около 10% от массы всей системы;
• Раскаленное газопылевое облако, окружающее черную дыру;
• Молодые звезды, находящиеся на периферии;
• Все это вместе движется с огромной скоростью.

Примечательно, что "Маленькие Красные Точки" существовали только в определенный период ранней Вселенной, а затем... исчезли, что делает их еще более интригующими для изучения.

Мое объяснение

"Маленькие Красные Точки" представляли собой особый класс объектов — своего рода "эмбрионы" будущих галактик, где главную роль играли именно сверхмассивные черные дыры.

Большинство "Маленьких Красных Точек" эволюционировали в современные галактики, но те, что "исчезли", на самом деле превратились в системы со спящими сверхмассивными черными дырами. Другими словами, за миллиарды лет черные дыры "сожрали" все вокруг и из-за дефицита материи "заснули". Это, так сказать, бракованные протогалактики, которые мы не можем наблюдать ни в оптическом, ни в инфракрасном диапазонах.

Открытие, сделанное на основе новых наблюдений "Джеймса Уэбба", проливает свет на происхождение первых сверхмассивных черных дыр и помогает лучше понять процессы формирования галактик в молодой Вселенной.

Читайте также:

• Обнаружена крупнейшая структура в ближней Вселенной — в 130 000 раз массивнее Млечного Пути.
• Спутники Нептуна: Протей.
• Образцы с астероида Бенну указывают на условия для зарождения жизни в ранней Солнечной системе.

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.

Любопытная гравитационная линза, снятая камерой среднего инфракрасного диапазона MIRI космического телескопа Джеймса Уэбба

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.

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.

отсюда

На снимке изображена карликовая галактика NGC 4449, расположенная на расстоянии 12,5 миллионов световых лет от нас.

По оценкам ученых эта область звездообразования продолжит генерировать новые звезды еще примерно миллиард лет при нынешнем темпе и запасе газа.

Демонстрация его размера - масштаб соблюдён 1:1

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба зафиксировал свидетельства существования сверхмассивной черной дыры, которая была огромной с самого момента формирования и, судя по всему, не проходила через фазу звездного коллапса, при которой черная дыра поглощает материю родительской галактики для увеличения своей массы.

Профессор Роберто Майолино из Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли при Кембриджском университете, соавтор недавнего исследования, назвал открытие "полным пересмотром классических сценариев образования и роста черных дыр".

На протяжении десятилетий научный консенсус гласил, что массивные звезды внутри существующей галактики со временем коллапсируют, поглощая в процессе окружающую материю, что приводит к образованию черной дыры.

Теперь же получены доказательства существования черной дыры в миллионы раз больше нашего Солнца, которая выросла относительно быстро без поглощения окружающей среды в стиле Галактуса.

Исследователи провели детальные наблюдения объекта Little Red Dot QSO1. Большинство таких "маленьких красных точек" считаются сверхмассивными черными дырами, окруженными плотным газом ранней Вселенной.

Эта конкретная красная точка существовала всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва, хотя долгое время считалось, что для формирования сверхмассивной черной дыры требуется минимум миллиард лет.

Масса астрономического объекта в 40 миллионов раз превышает массу Солнца, а находится он на расстоянии 13 миллиардов световых лет от нас. Открытие стало первым прямым измерением массы черной дыры в первый миллиард лет после Большого взрыва.

Уэбб уже несколько лет фиксирует потенциальные свидетельства существования таких ранних черных дыр, но прямых измерений до сих пор не проводилось. Дело в том, что газ, составляющий QSO1, имеет кеплеровское вращение, удерживаясь вокруг центральной точки подобно тому, как планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Это позволило ученым рассчитать массу, поскольку кеплеровское движение подчиняется простым законам гравитации.

Исследователь Игнас Юодзбалис говорит:

Это важно, так как говорит нам о том, что большая часть массы QSO1 сосредоточена в черной дыре в центре. Если бы масса была распределена более равномерно, как это было бы при наличии множества звезд, газ не имел бы такого идеального кеплеровского вращения.

Соавтор исследования доктор Франческо Д'Эудженио добавил:

До сих пор все измерения масс черных дыр в ранней Вселенной были косвенными и основывались на предположениях, исходящих из наших знаний о черных дырах в локальной Вселенной.

Отменяет ли подобное открытие саму идею Большого взрыва? На самом деле нет. Да, Уэбб обнаружил сверхмассивные черные дыры, существовавшие вскоре после Большого взрыва, но у этой истории есть продолжение. Астрофизики из UCLA предположили, что разрешить эту загадку может темная материя.

Когда темная материя распадается, испускаемые фотоны, согласно гипотезе, становятся чрезвычайно горячими. Это могло ускорить весь процесс формирования, так как водородный газ нагревался бы достаточно сильно для того, чтобы гравитация собирала его в гигантские облака. Такие облака могли конденсироваться в сверхмассивную черную дыру гораздо быстрее, чем мы обычно наблюдаем.

Однако все это пока остается сугубо теоретическим. Мы точно не знаем, существует ли темная материя в действительности, и, как следствие, не имеем конкретной информации о ее составе. При этом нам нужно что-то, чтобы математика сходилась, и расчеты указывают именно на темную материю как на наиболее вероятного виновника.

Источник

На прошлой неделе камера крупнейшей орбитальной обсерватории с самым большим зеркалом «Джеймс Уэбб», работающая в ближнем инфракрасном диапазоне, сделала изображение объектов Хербига — Аро 46 и 47. Эти небольшие участки туманностей находятся на расстоянии 1470 световых лет от Земли.

В центре изображения любители астрономии увидели нечто, напоминающее гигантский вопросительный знак. Астрофизики предположили, что необычная форма объекта появилась в результате слияния двух или более галактик.

Ниже представлено изображение слияния двух спиральных галактик NGC 4676A и NGC 4676B — так называемые галактики Мышки в созвездии Волосы Вероники, — в котором тоже можно разглядеть вопросительный знак.

Сбой в матрице?

Космотелескоп "Джеймс Уэбб", висящий в точке Лагранжа L₂ не перестаёт озадачивать учёных. Его фишкой является сегментированный (как у насекомых) инфракрасный глаз, диаметром в шесть с половиной метров.

Смысл смотреть в инфракрасном диапазоне в том, что данной длинне волны пофиг на пылевые облака в космосе и, внимание, он могёт глядеть на очень далёкие объекты, когда из-за красного смещения они (эти объекты) уже не видны в других диапазонах, а радиотелескопы имеют малое угловое разрешение из-за большой длинны волны.

Но в данном случае он "смотрел" достаточно близко, осматривал окрестности нашей с Вами чёрной дыры Стрелец-А*, что в центре Млечного Пути, и сквозь облака пыли и газа обнаружил, с помощью своей NIRCam, область звездообразования из ионизированного водорода.

Что самое примечательное, так это то, что данная область находится всего в 300 световых годах от нашей "чёрной дырки", а вот размер имеет в 50 световых лет. Помимо водорода там оказались и более тяжёлые облака и зародыши протозвёзд с массой более 30 солнечных. Что же не так? Дело в том, что такая близость к сверхмассивным чёрным дырам должна тормозить процесс звёздообразования, тут же астрономам есть над чем задуматься...

Основной источник.