Крупный план Урана, снятый телескопом «Джеймса Уэбба»

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.

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

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.

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.

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.

Демонстрация его размера - масштаб соблюдён 1:1

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.

На нём видно кольцо, которому далеко до колец Сатурна. Оно, вероятно, формируется, когда метеороиды падают на небольшие спутники Юпитера, разрушаются, и их вещество выбрасывается на орбиту.

Ещё на снимке видно Большое Красное Пятно Юпитера (здесь оно белое). Слева от Юпитера — Европа, от которой расходятся дифракционные лучи. А на самом Юпитере, слева от Большого Красного Пятна, — тень от Европы.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона передал впечатляющий снимок туманности Lynds 483. На изображении видно газопылевое облако, напоминающее песочные часы с неровными краями, внутри которого формируются две протозвезды.
Сами звезды не видны на изображении, так как они полностью скрыты в непрозрачном диске пыли, который занимает на снимке всего один пиксель. Однако их присутствие очевидно благодаря впечатляющим выбросам газа и пыли, которые на протяжении десятков тысяч лет создают сложную структуру туманности, окрашенную оранжевым, синим и фиолетовым цветами.
Периодические выбросы материи из центральных протозвезд создают плотные, быстрые струи и более медленные потоки, которые распространяются в пространстве. Когда более поздние выбросы сталкиваются с ранее выброшенным материалом, образуются сложные структуры, внутри которых происходят химические реакции, приводящие к образованию различных молекул, включая монооксид углерода, метанол и другие органические соединения.

Кстати, полагают, они «разваливаются» быстрее, чем свет успевает до нас долететь. Так что вполне возможно, они выглядят сейчас совсем по-другому.

Инфракрасный космический телескоп NASA предоставил данные, которые указывают, что 20 лет назад в соседней молодой планетной системе Бета Живописца произошло масштабное столкновение астероидов, породившее облако пыли в 100 тысяч раз больше, чем астероид, погубивший динозавров. Исследование таких событий поможет астрономам лучше понять процессы, которые способствуют развитию планетных систем, подобных нашей, и позволит больше узнать о ранних стадиях формирования планет.

ета Живописца — звезда А-типа в созвездии Живописец, расположенная в 63 световых годах от Земли. Она приблизительно в два раза массивнее Солнца и почти в девять раз ярче. Тщательные наблюдения за светилом выявили околозвездный диск из газа и пыли, несколько поясов планетезималей и комет, а также две экзопланеты: Бета Живописца b и Бета Живописца c — газовые гиганты, чья масса превышает массу Юпитера в несколько раз.

Эта планетная система очень молодая, ей 18,5-20 миллионов лет. Молодой возраст и относительно близкое расположение к Земле (по космическим меркам, разумеется) делают эту систему одной из важнейших астрономических целей для изучения формирования и эволюции планет. Бета Живописца находится в том возрасте, когда в системе уже сформировались газовые гиганты, а образование «твердых планет» во внутренней области еще продолжается. Происходит это в том числе за счет столкновений крупных астероидов. Поэтому ученые практически в реальном времени могут наблюдать, как появляются скалистые миры.

В 2004-2005 годах астрономы провели наблюдения за планетной системой с помощью инфракрасного космического телескопа «Спитцер» и увидели там огромное облако пыли. По оценкам специалистов, оно примерно в 100 тысяч раз превышало размер астероида, погубившего динозавров (диаметр астероида составлял 10-15 километров, именно его многие ученые называют основной причиной мел-палеогенового вымирания).

Группа американских астрономов под руководством Кристина Чена (Christine Chen) из Университета Джонса Хопкинса провела новые наблюдения за системой Бета Живописца. На этот раз специалисты воспользовались более современным инфракрасным космическим телескопом «Джеймс Уэбб».

В ближайшие дни Чен и его команда представят свои результаты на 244-м заседании Американского астрономического общества в Мэдисоне, штат Висконсин. Кратко об их выводах сообщается в пресс-релизе университета.

Исследователи сравнили данные «Джеймса Уэбба» с наблюдениями космического телескопа «Спитцер», проведенными ранее, и выявили значительные изменения в энергетических характеристиках пылинок вокруг Беты Живописца. Благодаря подробным измерениям обсерватории «Уэбба» Чен и его коллеги смогли отследить состав и размер частиц пыли в той же области, которую ранее проанализировал «Спитцер».

Спектры теплового излучения силикатных минералов, которые обычно встречаются вокруг молодых звезд и часто подвергаются воздействию электромагнитного излучения, показали, что пылевого облака, найденного «Спитцером» 20 лет назад, больше нет: оно будто «испарилось».

По мнению астрономов, это пылевое облако могло появиться в результате мощного столкновения крупных тел размером с астероид, которое в одночасье превратило объекты в пыль. Небесные тела распались на частицы, которые меньше сахарной пудры (мелкоизмельченные кристаллы белого сахара размером не более 0,2 миллиметра).

Изначально частицы пыли вблизи Беты Живописца нагревались и при взаимодействии с электромагнитным излучением отражали тепловое излучение, которое определяли приборы «Спитцера». Теперь же «Джеймс Уэбб» не смог уловить это тепло, то есть пыль стала удаляться от звезды и остывать, поэтому ее больше не видят.

Когда «Спитцер» вел свои наблюдения, ученые посчитали, что небольшие тела вблизи облака должны «измельчаться» и таким образом пополнять запасы пыли. Иными словами, с течением времени облако должно только расти. Но новые наблюдения «Уэбба» показали, что запасы пыли не только не восполняются, а ее вообще нет.

Авторы исследования заключили, что 20 лет назад ученые наблюдали последствия редкого космического ДТП, но понять сразу, что это было, не получилось. И только с помощью орбитальной обсерватории «Уэбб» им удалось об этом узнать.

Чувствительность Уэбба позволила обнаружить новые галактики в протокластере, что поможет лучше понять их эволюцию.

Свет от объекта шел к нам больше 10 миллиардов лет, а для его изучения JWST понадобилось 3,5 часа наблюдений.