После десятилетий планирования и миллиардов потраченных долларов новая космическая обсерватория уже изменила то, как мы изучаем космос.
Автор: Джорджина Торбет
В прошлом году, когда приближалось Рождество, астрономы и любители космоса по всему миру собрались, чтобы посмотреть на долгожданный запуск космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST). Несмотря на то, что телескоп является удивительным произведением инженерной мысли, его проект не обошелся без противоречий — от превышения бюджета и отставания от графика до того, что его назвали в честь бывшего администратора НАСА, которого обвиняли в гомофобии.
Несмотря на споры о названии телескопа и его истории, в этом году стало совершенно ясно одно — научные возможности JWST поразительны. Начав свою научную деятельность в июле 2022 года, он уже позволил астрономам получить новые виды и раскрыть тайны огромного спектра космических тем.
Наиболее актуальной целью JWST является один из самых амбициозных проектов в новейшей истории астрономии: заглянуть в прошлое некоторых из первых галактик, которые сформировались, когда Вселенная была совсем молодой.
Поскольку свету требуется время, чтобы добраться от своего источника до нас на Земле, наблюдая за чрезвычайно удаленными галактиками, астрономы могут, по сути, заглянуть в прошлое и увидеть самые ранние галактики, сформировавшиеся более 13 миллиардов лет назад.
Хотя среди астрономов были некоторые споры по поводу точности первых обнаружений ранних галактик — прибор JWST еще не был полностью откалиброван, поэтому существовали некоторые колебания относительно того, сколько лет было самым далеким галактикам — последние результаты подтвердили идею о том, что JWST обнаружил галактики в первые 350 миллионов лет после Большого взрыва.
Это делает их самыми ранними галактиками из когда-либо наблюдавшихся, и они преподнесли несколько сюрпризов, например, оказались намного ярче, чем ожидалось. Это означает, что нам еще многое предстоит узнать о том, как формируются галактики в ранней Вселенной.
Эти ранние галактики выявляются с помощью обзоров и снимков глубокого поля, на которых «Уэбб» рассматривает большие участки неба, которые на первый взгляд могут показаться пустыми. В этих областях нет ярких объектов, таких как планеты Солнечной системы, и они расположены вдали от центра нашей галактики, что позволяет астрономам заглянуть в глубины космоса, чтобы обнаружить эти чрезвычайно далекие объекты.
JWST впервые смог обнаружить углекислый газ в атмосфере экзопланеты и недавно обнаружил множество других соединений в атмосфере планеты WASP-39b, включая водяной пар и диоксид серы. Это не только означает, что ученые могут увидеть состав атмосферы объекта, но и то, как атмосфера взаимодействует со светом от звезды-хозяина, поскольку диоксид серы образуется в результате химических реакций со светом.
Изучение атмосфер экзопланет имеет решающее значение, если мы хотим найти планеты, похожие на Землю, и соответствующую жизнь. Инструменты предыдущего поколения могут идентифицировать экзопланеты и определить основную информацию, такую как их масса или диаметр, а также то, как далеко они вращаются по орбите своей звезды. Но чтобы понять, каково это — быть на одной из этих планет, нам нужно знать об их атмосферах. Благодаря данным JWST астрономы смогут искать пригодные для жизни планеты далеко за пределами нашей Солнечной системы.
Не только далекие планеты привлекают внимание JWST. Ближе к дому JWST использовался для изучения планет нашей Солнечной системы, включая Нептун и Юпитер, а вскоре будет использоваться и для изучения Урана. Благодаря наблюдению в инфракрасном диапазоне JWST смог выделить такие особенности, как авроры Юпитера и четкое изображение Большого красного пятна. А высокая точность телескопа позволила ему рассмотреть небольшие объекты даже на фоне яркости планет, например, показать редко видимые кольца Юпитера. Кроме того, телескоп получил самое четкое изображение колец Нептуна за более чем 30 лет.
Еще одно крупное исследование, проведенное JWST в этом году, касалось Марса. Марс — наиболее изученная планета за пределами Земли, на которой за многие годы побывало множество роверов, орбитальных аппаратов и посадочных модулей. Это означает, что астрономы имеют достаточно хорошее представление о составе его атмосферы и начинают изучать его погодную систему. Марс также особенно сложен для изучения таким чувствительным космическим телескопом, как JWST, поскольку он очень яркий и находится близко. Но эти факторы сделали его идеальным испытательным полигоном для того, чтобы увидеть, на что способен новый телескоп.
JWST использовал как свои камеры, так и спектрографы для изучения Марса, показав состав атмосферы, который почти полностью совпал с ожидаемой моделью, полученной на основе текущих данных, что показывает, насколько точными являются инструменты JWST для такого рода исследований.
Еще одной целью JWST является изучение жизненного цикла звезд, который астрономы в настоящее время понимают в общих чертах. Например, они знают, что облака пыли и газа образуют узлы, в которых скапливается больше материала и разрушаются, образуя протозвезды, но как именно это происходит, требует дополнительных исследований. Они также изучают регионы, где формируются звезды, и почему звезды обычно формируются группами.
JWST особенно полезен для изучения этой темы, поскольку его инфракрасные инструменты позволяют проникать сквозь облака пыли, чтобы заглянуть внутрь регионов, где формируются звезды. Последние снимки показывают развитие протозвезд и облаков, которые они выбрасывают, а также позволяют заглянуть в регионы интенсивного звездообразования, такие как знаменитые Столпы Творения в туманности Орла. Снимая эти структуры в различных диапазонах длин волн, инструменты JWST могут увидеть различные особенности пыли и звездообразования.
Говоря о «Столпах творения», следует отметить, что одним из самых больших наследий JWST в сознании общественности являются потрясающие снимки космоса, которые он сделал. В этом году снимки Уэбб были повсюду — от международного волнения, вызванного появлением первых изображений телескопа в июле, до новых видов таких знаковых достопримечательностей, как Столпы.
Наряду с великолепной туманностью Карина и первым глубоким полем, другие снимки, на которые стоит обратить внимание, — это звездные формы туманности Тарантул, пыльные «кольца деревьев» двоичной звезды Вольф-Райет 140 и потустороннее сияние Юпитера в инфракрасном диапазоне.
И изображения продолжают поступать: буквально на прошлой неделе было опубликовано новое изображение, показывающее ярко светящееся сердце галактики NGC 7469.
Это будет год невероятных открытий.
Оригинал: The Verge
