Специально созданный для обнаружения слабого инфракрасного излучения космический телескоп «Джеймс Уэбб» должен был позволить заглянуть астрономам в раннюю Вселенную, о которой нам ничего доподлинно неизвестно. Первые результаты наблюдений удивили и обескуражили: вместо космической пустоты в ранней Вселенной обнаружились звёзды и даже галактики, которых в теории там не должно было быть. Свежие снимки «Уэбба» вновь подтверждают этот факт.

Одна и та же галактика видна в трёх местах на небе с разным увеличением. Источник изображения: NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) IMAGE PROCESSING: Alyssa Pagan (STScI)

Сегодня NASA опубликовало фотографии из препринта новой статьи о наблюдении кандидата в одну из самых древних галактик во Вселенной (или молодых, смотря как вести отсчёт: от нас или от момента Большого взрыва). Ранее объект MACS0647-JD был обнаружен телескопом «Хаббл» благодаря эффекту гравитационного линзирования от скопления MACS0647. Произошло это в 2012 году, о чём мы сообщали в соответствующей новости. Полученное «Хабблом» изображение кандидата в молодые галактики MACS0647-JD представляло собой набор из двух с чем-то десятков пикселей, но «Уэбб» проявил такие детали, о которых учёные даже не мечтали!

Сравнение фотографий с телескопов «Хаббл» (слева) и «Джеймс Уэбб» (справа)

Объект MACS0647-JD, до которого, предположительно, 13,3 млрд световых лет, оказался сложен из двух объектов — двух звёздных скоплений или даже пары галактик. Причём одно из них очень молодое, на что указывает синее свечение, а второе древнее с величиной красного смещения z11. Может так статься, что учёные открыли самое молодое столкновение двух галактик. Удивительно, во времена события, а это всего лишь 400 млн лет после Большого взрыва или на удалении 3 % от точки существования нашей Вселенной, подобного теоретически не должно было происходить, а события есть и космос кишит ими. Не могли же астрономы случайно с первого раза найти иголку в стоге сена? Значит этих «иголок» там полно.

Более того, «Уэбб» ещё не делал снимков глубокого поля, когда на одном объекте камеры фокусируются днями и неделями. С его чувствительностью это даст невероятный результат.

Множество интересных явлений в окружающей нас Вселенной скрыты непроницаемыми для света звёзд облаками космической пыли. Сорвать эти покровы способен новый инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» (James Webb), что вновь подтвердили свежие снимки с этого устройства. Телескоп заглянул внутрь облака пыли вокруг двух сталкивающихся галактик и увидел там нечто интересное.

Источник изображения: NASA, ESA

Ранее снимки этого события — столкновения пары галактик IC 1623 — были получены оптическим орбитальным телескопом «Хаббл» (снимок выше). Кроме яркого оранжевого пятна в центре пылевого облака размером с обе галактики вместе взятые, ничего толком увидеть нельзя. Инфракрасные инструменты «Уэбба» — камеры ближнего и среднего инфракрасного диапазона, а также инфракрасный спектрометр — показали происходящие в пылевом облаке события во всей красе (снимок ниже). Оказалось, всегалактическое облако пыли полно зарождающимися и недавно рождёнными звёздами.

Источник изображения: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus & A. Evans

Астрономы оценили скорость зарождения звёзд в области сталкивающихся галактик как в 20 раз превосходящую скорость рождения в нашей галактике Млечный путь. В нашей галактике, напомним, в среднем каждый год появляется одна солнечная масса, что в свете преобладания карликовых звёзд в галактике равнозначно рождению трёх карликов ежегодно. Тем самым в зоне галактик IC 1623 ежегодно рождается до 20 солнечных масс или в среднем до 60 звёзд-карликов (точнее, рождалось 270 млн световых лет назад — примерно столько от Земли до наблюдаемого объекта).

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) получил изображение плотного «узла», состоящего как минимум из трёх галактик, сформировавшихся вокруг квазара примерно 11,5 миллиардов лет назад — то есть всего через 2 млрд лет после Большого взрыва.

Источник изображения: esa.int

Аппарат показал, что в данном участке Вселенной находится одна из наиболее плотных областей раннего образования галактик, которые вращаются вокруг друг друга со скоростью до 700 км/с. Плотность объектов чрезвычайно высока, и ведущий исследователь проекта Доминика Вылежалек (Dominika Wylezalek) из Гейдельбергского университета (ФРГ) предположила, что в этой области также могут присутствовать два «ореола» тёмной материи. Расположенный в центре узла экстремально красный квазар SDSS J165202.64+172852.3 необычен — это активное галактическое ядро активно поглощает газ, но производит излучение в гораздо меньшем участке спектра в сравнении с «обычными» квазарами.

Полученные изображения в очередной раз иллюстрируют возможности телескопа «Джеймс Уэбб»: ранее эта область исследовалась обсерваториями «Хаббл» и «Джемини-Норт» — они обнаружили излучение квазара, но не сумели выявить более одной галактики. Учёным предстоит ещё многое узнать о формировании подобных скоплений галактик и влиянии сверхмассивных чёрных дыр на эти процессы. Однако данные нового космического телескопа уже могут пролить свет на множество аспектов, касающихся формирования современной сети галактик и подавления процессов звездообразования квазарами. Учёные продолжат наблюдения в данной области: полученные ещё «Хабблом» данные указывают, что вокруг этого квазара могут вращаться и другие галактики.

Поток информации с космического телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb) набирает силу. Этот инструмент раз за разом выдаёт удивительные данные, крайне интересными среди которых оказываются изображения далёких планетарных систем. Совсем недавно телескоп получил изображение протопланетного диска вокруг молодой звезды в Туманности Ориона. На наших глазах формируется далёкая планетная система.

Источник изображения: JWST / NASA / ESA / CSA

Молодая звезда возрастом около 1 млн лет и протопланетный диск из пыли и газа вокруг неё обнаружены в системе Орион 294-606 на удалении около 1500 световых лет от нас. Открытие сделано в процессе наблюдения за областями звездообразования в Туманности Ориона. Точно так же 4,5 млрд лет назад для стороннего наблюдателя выглядела бы наша Солнечная система, когда планеты только-только зарождались. По крайней мере, планеты-гиганты типа Юпитера уже могут быть различимы в протопланетном облаке на таких расстояниях и в такой временной отрезок. На это будет указывать динамика газов в протопланетном диске.

Учёные могут даже сказать, из каких химических веществ в целом будут состоять будущие планеты в диске. Узнать об этом можно благодаря спектральному анализу. Яркий шар света на изображении — это не местная звезда, а рассеяние её излучения в облаке пыли и газа вокруг неё. Телескоп «Джеймс Уэбб» вооружён чувствительными спектрометрами, чтобы определить химический состав в излучении на удалении в миллиард световых лет и звезда Орион 294-606 будет для него видна как под микроскопом.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США продолжает делать завораживающие снимки разных объектов Вселенной. На этот раз в поле его зрения попали «Столпы Творения» — скопления межзвёздного газа и пыли в туманности Орёл, которое находится на расстоянии около 7 тыс. световых лет от Земли.

Источник изображений: NASA / ESA / CSA / STScI / Joseph DePasquale (STScI) / Anton M. Koekemoer (STScI) / Alyssa Pagan (STScI)

На представленном изображении «Столпы Творения» выглядят подобно величественным скальным образованиям, но на деле они значительно более проницаемы. Эти скопления сформированы из холодного межзвёздного газа и пыли, которые иногда кажутся полупрозрачными в ближнем инфракрасном диапазоне. Опубликованное изображение сделано с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam, которая размещена в конструкции «Джеймса Уэбба».

«Столпы Творения» в объективе «Хаббла» (слева) и «Джеймса Уэбба» (справа)

Космическая обсерватория позволяет по-новому взглянуть на скопление, которое впервые удалось запечатлеть в конце прошлого тысячелетия. Первый снимок «Столпов Творения» создан с помощью космического телескопа «Хаббл» в 1995 году. Новые данные помогут учёным пересмотреть существующие модели звёздообразования, определить гораздо более точное количество новообразованных звёзд, а также точнее оценить количество газа и пыли в этом регионе. Со временем астрономы надеются узнать больше о том, как звёзды формируются из пылевых облаков в течение миллионов лет.

При этом, весьма вероятно, что «Столпов» уже не существует. Учёные считают, что около 6000 лет назад в окрестностях «Столпов Творения» произошёл взрыв сверхновой звезды, из-за чего образования больше нет, но с Земли этого пока не видно из-за того, что располагаются они в 7000 световых лет. Верна ли теория, жители Земли смогут увидеть примерно через тысячу лет, когда свет от них доберётся до нашей Солнечной системы.

Первые же снимки, полученные телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST) минувшим летом показали, что космические наблюдения вышли на новый уровень. Однако даже этот самый мощный из когда-либо созданных космических телескопов может работать в паре с другими аппаратами, многократно повышая эффективность результата, что подтвердило его взаимодействие с рентгеновской обсерваторией «Чандра» (Chandra).

Источник изображений: chandra.si.edu

«Джеймс Уэбб» предназначен для наблюдения за космосом в инфракрасном диапазоне, поэтому результаты его работы значительно улучшаются в сочетании с инструментами, которые ограничены другими диапазонами — как космическая обсерватория «Чандра», специализирующаяся на рентгеновском излучении. Как говорят специалисты NASA, первые совместные изображения позволили разглядеть детали, недоступные одному только «Уэббу».

На первом снимке оказался Квинтет Стефана — группа из пяти галактик, четыре из которых находятся в постоянном взаимодействии, а пятая размещается на некотором расстоянии от них. Полученное «Джеймсом Уэббом» изображение этой группы позволило астрономам разглядеть детали, которые они прежде не видели, в первую очередь газовые хвосты и вспышки интенсивного звездообразования. А в сочетании с данными «Чандры» и ныне прекратившего работу телескопа «Спитцер» (Spitzer Space Telescope) учёным удалось разглядеть ударную волну, которая разогревает газ до нескольких десятков миллионов градусов. Эта волна формируется в одной из галактик и проходит через другие со скоростью в 3 млн км/ч.

Не менее любопытен снимок галактики под названием Колесо Телеги — своей уникальной формой она обязана столкновению с меньшей галактикой, которое произошло 100 млн лет назад. Телескоп «Чандра» показал, что рентгеновские лучи в этой галактике испускаются перегретым газом, взорвавшимися звёздами, а также нейтронными звёздами и чёрными дырами, которые поглощают вещество своих звёзд-компаньонов.

В скоплении галактик SMACS J0723 на расстоянии 4,2 млрд световых лет от Солнца «Джеймс Уэбб» и «Чандра» позволили обнаружить скопление газа массой примерно в 100 трлн раз больше массы Солнца, и это в несколько раз больше, чем суммарная масса звёзд во всём скоплении. Впрочем, здесь ещё многое предстоит изучить: масса расположенной здесь тёмной материи в разы больше массы газа, однако двум телескопам этот объект пока недоступен.

Пожалуй, самым красивым оказался снимок области Космические скалы в Туманности Киля на расстоянии 7600 световых лет от Земли — телескоп «Чандра» зафиксировал более десятка источников рентгеновского излучения, большинство из которых расположено во внешней области звёздного скопления. Им от 1 до 2 млн лет, и это очень мало по космическим меркам — такие звезды интенсивнее излучают в рентгеновском диапазоне, чем старые объекты. «Чандра» позволил отличить звёзды из Туманности Киля от более старых звёзд, расположенных во Млечном Пути. Учёные также обратили внимание на рассеянное рентгеновское излучение в верхней части снимка — оно, возможно, производится самыми массивными и горячими звёздами, расположенными вне области изображения.

В течение всего своего срока службы «Джеймс Уэбб» будет работать и с другими аппаратами, как космическими, так и земными, и результаты обещают быть не менее важными для науки. Возможно, и не менее красивыми.

Организовав эпохальный эксперимент по защите Земли от астероидов, закончившийся столкновением зонда DART с небесным телом, NASA не упустила возможности сделать снимки события с разных ракурсов. В съёмке приняла участие не только камера самого DART, но и телескопы — «Джеймс Уэбб» и «Хаббл».

Снимок, сделанный телескопом "Джеймс Уэбб" через 4 часа после столкновения. Источник изображения: NASA

Фото момента столкновения опубликовано NASA и Европейским космическим агентством (ESA). Взрыв на поверхности малого астероида Диморф вышел весьма зрелищным.

Известно, что DART создали для проведения первого в мире эксперимента по «кинетическому воздействию» на космические объекты. Другими словами, целью был удар DART по астероиду с целью смещения его орбиты. Когда-нибудь схожая технология может быть использована для спасения нашей планеты от действительно угрожающего ей астероида. Диморф и его более крупный «компаньон» Дидим непосредственной угрозы для Земли не несут.

Источник изображения: NASA

По словам главы команды миссии DART Энди Ривкина (Andy Rivkin), это первый в истории случай, когда ведущие космические обсерватории «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» одновременно сняли один и тот же космический объект.

На изображениях зафиксирован свет волн разной длины — «Хаббл» снимал видимую часть спектра, а «Джеймс Уэбб» использовал инфракрасный инструментарий. В эпицентре взрыва повышенный уровень яркости сохранялся в течение нескольких часов. Видны и шлейфы материи, выброшенной с поверхности астероида в результате удара.

Астрономы продолжат изучать получаемые и имеющиеся данные для того, чтобы понять, как столкновение повлияло на структуру Диморфа и его траекторию.