Телескоп Джеймс Уэбб

«Огненные песочные часы», - называют этот снимок «Джеймса Уэбба»

В его центре – протозвезда, зародыш звезды возрастом в сто тысяч лет, собирающий вещество из окружающего молекулярного облака. Вещество закручивается по спирали, создавая плотный аккреционный диск, подающий материал на протозвезду.

Диск можно увидеть - на изображении он как темная полоса в самом центре. Размером он примерно с Солнечную систему. Часть его материала слипается — это зачатки планет. Так Солнечная система выглядела в младенчестве.

Сейчас протозвезда - это комок газа массой от 20 до 40% массы Солнца. Постепенно в нем образуется сверхгорячее ядро и начнутся термоядерные реакции – загорится новая звезда.

Всего за три года работы космический телескоп «Джеймс Уэбб» совершил настоящую революцию в астрономии, предоставив уникальные данные о самых удалённых уголках космоса.

Однако новое исследование, проведённое учёными из Университета штата Канзас (США), поставило перед наукой неожиданную загадку: большинство далёких галактик, запечатлённых телескопом, вращаются в одном направлении.

В рамках проекта Advanced Deep Extragalactic Survey «Джеймс Уэбб» сфотографировал сотни галактик, расположенных на колоссальных расстояниях от Земли. Анализ 263 из них, чья форма позволила чётко определить направление вращения, показал удивительную закономерность: около 67% галактик вращаются по часовой стрелке, и лишь 33% — против. «Разница настолько явная, что её заметит даже непрофессионал, взглянув на снимки», — отметил Лиор Шамир, ведущий автор исследования и специалист по вычислительным методам в астрономии.

В целом по Вселенной распределение направлений вращения галактик должно быть примерно равным. Наблюдаемый дисбаланс ставит под вопрос привычные космологические модели.

На изображении, полученным с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», спиральные галактики, вращающиеся в одном направлении относительно Млечного Пути, обозначены красным, а в противоположном направлении — синим. / © Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025)

Учёные предлагают два возможных объяснения:

Первое — сама Вселенная изначально вращалась. Эта идея перекликается с экзотическими теориями, например, гипотезой о том, что наш мир существует внутри чёрной дыры. Если это подтвердится, придётся пересмотреть фундаментальные принципы, описывающие рождение и эволюцию Вселенной.
Второе объяснение связано с нашей собственной галактикой. Млечный Путь вращается, и из-за эффекта Доплера свет галактик, движущихся навстречу нам, кажется ярче. Это может создавать иллюзию преобладания одного направления вращения. Однако ранее влияние вращения Млечного Пути считалось незначительным.

«Если причина в этом, нам придётся перепроверить методы измерения расстояний во Вселенной», — пояснил Шамир. Это может помочь разрешить и другие загадки. Например, противоречия в оценках скорости расширения Вселенной и реальный возраст некоторых галактик, которые, по текущим данным, кажутся старше самой Вселенной.

Пока окончательной ясности во всём этом нет, но очевидно одно - данные JWST вновь напомнили, что Вселенная полна сюрпризов, а человечеству ещё предстоит разгадать многие её тайны.

«Пингвином» является NGC 2936, которая, вероятно, когда-то была обыкновенной спиральной галактикой, но гравитационное воздействие второй галактики искривило её в такую причудливую форму.

А вот вторая галактика, NGC 2937, выглядит не так примечательно. Это эллиптическая галактика с давно закончившимся образованием звёзд. Учёные полагают, что система полностью сольётся примерно через миллиард лет. Расстояние до Arp 142 составляет 300 миллионов световых лет.

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.

В честь трёхлетия работы космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб», который продолжает показывать потрясающие виды Вселенной в инфракрасном свете, учёные направили его камеру NIRCam на участок туманности «Кошачья Лапа» (NGC 6334).

Скопление пыли и газа в этом регионе, где активно рождаются звёзды, напоминает «подушечку лапы». При ближайшем рассмотрении оказалось, что внутри неё скрываются ещё более мелкие структуры, похожие на миниатюрные «подушечки», — вероятно, это молодые звёзды, которые влияют на окружающее вещество.  

Процесс превращения гигантского молекулярного облака в массивные звёзды состоит из множества этапов, и некоторые из них до сих пор плохо изучены. Туманность «Кошачья Лапа», расположенная в созвездии Скорпиона на расстоянии около 4000 световых лет, даёт астрономам уникальную возможность детально исследовать этот турбулентный процесс. Наблюдения «Уэбба» в ближнем инфракрасном диапазоне дополняют более ранние данные телескопов «Хаббл» (видимый свет) и «Спитцер» (инфракрасный свет, уже выведен из эксплуатации).  

Благодаря высокой чёткости «Уэбб» впервые показал ранее невидимые детали: массивные молодые звёзды «разрывают» окружающий газ и пыль, а их яркий свет создаёт голубоватое свечение туманности. Это временный этап — такие звёзды живут недолго, но их мощное излучение играет ключевую роль в эволюции региона. В конечном итоге их активность приведёт к прекращению звёздообразования в этой области.  

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.

400 световых лет от нас

Газовое облако, видимое в инфракрасном свете. Газ выглядит белым и синим в нижней части и красным и оранжевым в верхней. На этом изображении можно увидеть множество звезд, которые выглядят как шестиугольники из-за зеркал телескопа. Несколько струй, производимых массивными новорожденными звездами в облаке, можно заметить повсюду на изображении, они кажутся красными.

Снимок объекта Herbig-Haro 24, сделанный телескопом James Webb, представляет собой впечатляющее изображение молодой звезды, испускающей две яркие струи вещества в космос. Эти струи, или джеты, возникают в результате выбросов материи из полюсов звезды, которые сталкиваются с окружающим газом и пылью, создавая светящиеся ударные волны.

Herbig-Haro 24 расположен в молекулярном облаке Ориона B, на расстоянии около 1350 световых лет от Земли. Этот регион является активной зоной звездообразования, где формируются новые звезды.Снимок, полученный с помощью инфракрасных камер NIRCam и MIRI телескопа James Webb, позволяет ученым детально изучить процессы, происходящие при рождении звезд, и взаимодействие джетов с окружающей средой.

Может показаться, что на этом снимке телескопа James Webb запечатлен глаз Саурона. Но на самом деле мы видим галактику, обернутую вокруг другой галактики. Не в прямом смысле слова. В реальности они разделены очень большой дистанцией и находятся на одной линии относительно Земли. В результате гравитация более близкой галактики искривила и усилила свет от более далекой галактики. Благодаря идеальному выравниванию, этот свет образовал вокруг нее кольцо.В данном случае в качестве линзы выступила старая эллиптическая галактика, которая исчерпала запасы газа и больше не формирует звезды. Линзированная же галактика является спиральной. Даже несмотря на все искажения, на фото можно увидеть ее звездные скопления и газовые структуры. Подобный тип гравитационного миража называют кольцом Эйнштейна. Астрономы вообще очень любят гравитационные линзы, ибо они позволяют наблюдать объекты, которые в обычных условиях не сумел бы увидеть даже самый мощный телескоп.

Астрономы опубликовали новое изображение, полученное телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST). На нем запечатлен выброс облака газа и пыли от звезды, известной как объект Хербига - Аро 49/50 (HH 49/50), который случайно совпал на снимке с далекой спиральной галактикой, создав эту картинку звездного"торнадо"

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.

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.

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.

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.

Ранее он обнаруживал в ней следы воды

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.

Джеймс Уэбб сделал уникальные снимки газовых гигантов в системе HR 8799. Помимо прямого изображения экзопланет, он определил, что их атмосферы насыщены углекислым газом. Это открытие подтверждает теорию, что экзопланеты формировались так же, как Юпитер и Сатурн — сначала наращивая твёрдое ядро, а затем захватывая газ из протопланетного диска.
HR 8799 — молодая система возрастом всего 30 миллионов лет. Её планеты ещё весьма горячи после своего рождения, что делает их яркими в инфракрасном свете и позволяет учёным детально изучать их химический состав. Звезда находится в 130 световых годах от нас, а ближайшая экзопланета системы вращается на расстоянии 2,4 миллиарда километров от нее — примерно как Уран удален от Солнца.
На изображении звезда HR 8799 отмечена символом, ведь её свет заблокирован коронографом Джеймса Уэбба, чтобы раскрыть скрытые миры вокруг неё.

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