Космическая обсерватория «Хаббл» была выведена на орбиту в челноке «Дискавери» 25 апреля 1990 года. Свою 33-летнюю годовщину научной работы телескоп отметил потрясающим снимком зоны звездообразования в созвездии Персея. Это символично — фотография звёздных яслей ко дню рождения. Свыше 4,5 млрд лет назад наше Солнце рождалось в таком же или даже более активном котле из молекулярного газа и пыли.

Область звездообразования в виде молекулярного облака Персей. Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображения: NASA, ESA

Область звездообразования в виде молекулярного облака Персей (Perseus Molecular Cloud), включая объект NGC 1333, давно привлекает внимание учёных. Ранее её рассматривал один из предыдущих орбитальных инфракрасных телескопов «Спитцер» (Spitzer Space Telescope). «Хаббл» не может заглянуть так далеко и детально в облако из пыли и газа, поскольку он работает в диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, но ценность наблюдения от этого не падает, ведь одни данные дополняют другие, создавая более полную картину.

В верхней части снимка мы видим голубую сияющую сквозь завесу пыли яркую звезду (на увеличенном изображении). Мелкая пыль рассеивает звездный свет в синем диапазоне длин волн. В средней части снимка ещё одна яркая сверхгорячая звезда светит сквозь пряди пыли подобно Солнцу за облаками. Разбросанные вокруг звёзды выглядят красноватыми, но это потому, что пыль хорошо фильтрует остальные длины волн, меньше всего задерживая красный цвет.

В нижней части снимка в почти сплошной черноте — в пыли и копоти межзвёздного вещества, которое когда-нибудь станет звёздами и планетами со всем, что на них появится — выделяется яркая прореха. Это пятно — красноватое свечение ионизированного водорода. Струи ионизированного водорода свидетельствуют о рождении звёзд в глубине кадра, которых мы не видим на изображении. Там эти невидимые звёзды окружены околозвездными дисками, которые со временем могут породить планетные системы. Эти образования формируют мощные магнитные поля, которые и направляют струи горячего газа сквозь завесу пыли.

Это как лазерное шоу в тумане. Это признак рождающихся в пыли и газе звёзд. Около 4,6 млрд лет назад в таких же условиях родилось наше Солнце. Оно рождалось не одно, а в окружении других звёзд и, возможно, даже в более насыщенном котле вещества, чем мы видим на снимке «Хаббла».

За время научной работы телескоп «Хаббл» выполнил около 1,6 млн наблюдений почти 52 000 небесных объектов. Несмотря на ряд проблем, научная программа обсерватории продлена до 2026 года. Более того, NASA рассматривает вариант поднятия орбиты телескопа и его заправку и ремонт, что продлит его работу ещё на больший отрезок времени. Над этим проектом работает компания SpaceX, но окончательного решения по этому вопросу пока нет.

В серии наблюдений «Хаббла» астрономы увидели явную помеху — светлый росчерк, который сочли попаданием в датчик космической частицы. Но детальное изучение снимка принесло нечто ранее невиданное. Оказалось, что на снимке чёрная дыра во всю прыть убегала из двойной системы чёрных дыр и на ходу теряла зарождающиеся звёзды. Такое-то придумать сложно, а увидеть — так просто чудо.

«Космический бильярд» глазами художника. Источник изображения: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Согласно проделанным расчётам, сверхмассивная чёрная дыра с массой около 20 млн масс Солнца быстро удаляется от двойной системы чёрных дыр. Беглянка оставила за собой невиданный ранее шлейф из новорожденных звёзд длиной 200 000 световых лет. Длина шлейфа в два раза превышает диаметр нашей галактики Млечный Путь — это колоссальное и абсолютно необычное образование.

«Мы думаем, что видим за чёрной дырой след, в котором газ охлаждается и способен образовывать звезды. Таким образом, мы наблюдаем звездообразование за чёрной дырой, — сказал ведущий автор исследования. — То, что мы видим, это последствия. Как след за кораблем, мы видим след за чёрной дырой». Учитывая, что шлейф за чёрной дырой почти в два раза ярче связанной с ним галактики, в следе должно быть много новых звёзд, полагают учёные.

Чёрная дыра не успевает поглотить вещество позади себя, поскольку движется очень быстро. Но и летящий впереди неё газ тоже падает на дыру не весь. Это ионизированный кислород, ярко светящийся на снимке либо от аккреции вещества на дыру, либо от ударных процессов. Что там происходит точно, учёные не берутся пока судить. Для этого будут проведены дополнительные исследования, включая наблюдения с помощью «Джеймса Уэбба».

То же событие на датчиках «Хаббла». Источник изображения: NASA, ESA

Условным началом этого необычного космического бильярда можно считать вероятное образование 50 млн лет назад двойной системы из чёрных дыр — она родилась из двух сошедшихся галактик. Затем появилась третья галактика со своей сверхмассивной чёрной дырой в центре и в системе началась гравитационная разбалансировка. Одна из трёх чёрных дыр получила импульс и была выброшена из галактики-хозяина. Она полетела в одну сторону, а пара других дыр — в другую. Похоже, что двойная система чёрных дыр тоже покидает галактику-хозяина, поскольку в её центре чёрные дыры не определяются, а на границе замечена активность.

Ждём новых данных от телескопов «Джеймс Уэбб» и «Чандра». Обнаруженное астрономами событие настолько необычное, что оно ещё сможет удивить.

Вселенная полна парадоксов. Один из них заключается в том, что мы можем видеть далёкие космические объекты одновременно на разных отрезках их жизненного пути. Происходит это тогда, когда свет от них проходит по нескольким маршрутам разной протяжённости, как это случилось при наблюдении за сверхновой AT 2022riv, расположенной далеко за галактическим скоплением RX J2129.

Одна и та же сверхновая на разных стадиях активности и её галактика-хозяйка. Источник изображения: ESA, NASA и CSA

Галактическое скопление RX J2129 находится от нас на удалении 3,2 млрд световых лет. Оно включает минимум 15 галактик, общая масса которых настолько велика и неравномерно распределена в пространстве, что искажает свет от всех объектов у него за спиной. За счёт неравномерного распределения массы скопления свет от фоновых объектов приходит к нам с разной задержкой, что особенно ценно, если это объекты переменной светимости.

Учёным повезло, что ранее в поле зрения «Хаббла» при наблюдении эффекта гравитационного линзирования, вызванного скоплением RX J2129, попала галактика с недавно вспыхнувшей сверхновой. Изучение этого объекта с помощью инфракрасных инструментов более мощного телескопа «Джеймс Уэбб» позволило получить более детальные изображения объекта. На снимке «Уэбба» сверхновая позирует три раза с интервалами 320 и 1000 дней после «оригинального» события. Это как если кого-то на одном кадре запечатлели сегодня, через год и через два с половиной года.

Принцип работы эффекта гравитационного линзирования

Везение с изображением сверхновой в подобной ситуации позволяет уточнить космологические теории, связанные со скоростью расширения Вселенной. Нам известна светимость объекта и характер её изменения со временем, а это вносит в расчёт большую точность. Шаг за шагом учёные уточняют модели, а это ведёт к более глубокому пониманию явлений и мироустройства в целом.

В самом престижном астрономическом журнале The Astronomical Journal вышла статья с сообщением об открытии экзопланеты, которая своим существованием опровергает все современные теории. Экзопланета TOI-5205b — это газовый гигант размером с Юпитер. Но тонкость в том, что TOI-5205b вращается вокруг красного карлика массой и размерами намного меньше нашего Солнца. Экзогигант просто не мог образоваться там, где он находится!

Источник изображений: Katherine Cain, Institution for Science

Красный карлик спектрального типа M4 или звезда TOI-5205, вокруг которой вращается экзоюпитер TOI-5205b, обладает массой 0,392 массы Солнца и радиусом 0,394 радиуса Солнца. Размеры экзопланеты TOI-5205b близки к размерам Юпитера. Масса TOI-5205b равна 1,08 массы Юпитера, а радиус составляет 1,03 радиуса Юпитера. Вокруг своей звезды экзогигант вращается с орбитальным периодом 1,63 земных дня, что делает его удобным для наблюдения.

В грубом сравнении TOI-5205b против своей звезды — как горошина рядом с лимоном, тогда как рядом с Солнцем — как горошина против грейпфрута, что примерно отражено художником на картинке ниже. Но наша звезда как большая по массе вполне могла собрать вокруг себя протопланетный диск достаточного объёма, чтобы в нём сформировались как обычные планеты, так и газовые гиганты. Звезда TOI-5205, как гласят все современные теории, не способна была на достаточную концентрацию массы в протопланетном облаке для образования в нём газового гиганта. Тем не менее, он там есть и раз в 1,63 дня для земного наблюдателя на целых 7 % «роняет» яркость своей звезды.

Открытие TOI-5205b было сделано космической обсерваторией TESS астрономами из Института Карнеги. Экзопланета была обнаружена в процессе прохождения по диску звезды. Позже наблюдения с помощью других инструментов позволили уточнить параметры планеты. Это очень перспективный объект для наблюдения «Джеймсом Уэббом». Планета достаточно большая и находится всего в 280 световых годах от нас, чтобы «Уэбб» мог наблюдать и изучить химический состав её атмосферы. Ждём интересных новостей.

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» продолжает делать открытия, которые ставят под сомнение основы современных космологических теорий. Чувствительности инфракрасных приборов телескопа хватает на то, чтобы различать объекты на ранних этапах эволюции Вселенной. Вопреки ожиданиям, там оказалось много звёзд и галактик, которым нет места в научных теориях. Новое открытие ещё сильнее озадачило учёных.

Шесть галактик-кандидатов на звание самых массивных из самых ранних во Вселенной. Источник изображения: NASA / ESA / CSA / I. Labbe

Первые наблюдения «Уэбба» в прошлом году позволили обнаружить множество кандидатов в первые звёзды и галактики в те времена, когда Вселенной было от 300 до 800 млн лет (сейчас Вселенной 13,8 млрд лет). На этом этапе развития Вселенной в пространстве было ещё мало вещества, чтобы звёзды формировались в больших количествах и галактики были бы большими, например, сравнимыми с нашей. Поэтому сам факт обнаружения так рано появившихся звёзд и галактик не очень удивляет. Удивляет то, насколько их оказалось много. Очень много!

Новая работа позволила определить шесть галактик-кандидатов не просто в самые молодые галактики, а в молодые массивные галактики, появившиеся в период от 500 до 800 млн лет после Большого взрыва. По количеству звёзд обнаруженные объекты оказались сравнимы с Млечным Путём — в них до 100 млрд звёзд. Это астрономы определили косвенно по яркости объектов. Чтобы такие галактики могли образоваться на столь раннем этапе развития Вселенной там каждый год должны были рождаться по сотне звёзд, тогда как в галактиках нашего типа (в спиральных) рождается примерно по три звезды в год.

Все кандидаты ещё пройдут спектроскопическое наблюдение, которое точно определит величину красного смещения в спектрах этих объектов и даст окончательное заключение насколько далеко они находятся от нас и как рано возникли во Вселенной. Учёные продолжат собирать информацию по этим и другим объектам на заре рождения нашего Космоса, хотя уже понятно, что «Джеймс Уэбб» удивил и продолжит удивлять нас новыми открытиями.

Европейское космическое агентство (ЕКА) работает над проектом «Миссия по наблюдению за объектами в инфракрасных лучах вблизи Земли» (NEOMIR), который призван дать человечеству инструмент для отслеживания потенциально опасных астероидов, который существующими средствами выявить не представляется возможным.

Источник изображения: ESA/Pierre Carril

Сегодня обнаружением опасных для Земли астероидов в основном занимаются роботизированные земные обсерватории. Но для них есть абсолютно слепое пятно — область неба рядом с Солнцем. Взорвавшийся в 2013 году над Челябинском метеорит прилетел как раз оттуда и ясно показал, что эту область пространства игнорировать нельзя. Рядом с Солнцем может быть множество подобных объектов, падение которых на Землю может закончиться очень и очень плохо.

Современные средства наблюдения довольно неплохо справляются с обнаружением крупных астероидов от ста и более метров в поперечнике. Обнаруживать такие объекты мы должны научиться сильно заранее из потенциального столкновения с Землёй — в идеале за десять и более лет. И, в принципе, почти все такие потенциально опасные для нас объекты уже определены и каталогизированы. Проблема с длиннопериодическими кометами, которые появляются реже 200 лет, но это другая история и сделать с этим ничего нельзя. Но что-то можно сделать в случае раннего обнаружения умеренно небольших астероидов диаметром в несколько десятков метров.

Европейский проект NEOMIR нацелен на такие сравнительно небольшие астероиды, которые будут искать не в видимом диапазоне (всё же, они небольшие), а в инфракрасном. С Земли подобный проект реализовать нельзя, разве что, поднимая телескоп на самолёте или воздушном шаре высоко в атмосферу, но в космосе препятствий для наблюдений не будет.

Инфракрасная космическая обсерватория NEOMIR будет помещена в точку Лагранжа L₁ между Землёй и Солнцем. Астероиды диаметром от 10 и более метров в среднем можно будет фиксировать минимум за три недели до опасного прохождения и, в самом сложном случае, за три дня до столкновения. Этого времени будут достаточно для эвакуации людей из зоны ожидаемого падения. Обсерватория NEOMIR не спасёт от астероида «Судного дня», но предупреждая падения объектов небольшого размера, она поможет спасти множество жизней.

Реализация проекта ожидается в районе 30-х годов. Надеемся, до этого времени ничего нехорошего не случится.

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» сделала снимки 19 ближайших спиральных галактик в самом выгодном ракурсе — лицом к телескопу, что проявило мельчайшие детали распределения межзвёздного вещества. Это потрясающе красиво само по себе, но также изображения распределения пыли и газа внутри галактик позволяют лучше понять процессы образования звёзд и эволюции галактик. Вдвойне ценно, если это галактики типа нашей.

Галактика NGC 1433. Источник изображений: NASA, ESA, CSA и J. Lee (NOIRLab)

На основе полученных наблюдений опубликована 21 работа. Учёные были просто поражены тем качеством деталей на изображениях, которые предоставило оборудование «Уэбба». Прежде всего — это возможность работать в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. Видимый свет не пробивается сквозь облака межзвёздной пыли и газа, тогда как более длинные инфракрасные волны, к которым чувствительны датчики «Уэбба», легко проходят сквозь эту помеху. Подобная чувствительность позволяет выявлять скопления материала, достаточного для зажигания новых звёзд и даже видеть начало таких явлений.

Галактика NGC 7496 (радиальные лучи оставляют растяжки вторичного зеркала телескопа — это дефекты изображения)

«Джеймс Уэбб» собрал достаточно информации, чтобы астрономы начали создавать подробные карты распределения вещества в соседних с нами спиральных галактиках. Моделирование покажет эволюцию галактик с учётом появления новых звёзд и взрывов сверхновых, которые дадут пищу для появления следующих поколений звёзд и, тем самым, даст нам представление об эволюции галактик на протяжении их жизненного цикла. Ясное понимание подобных механизмов ведёт к улучшению модели поведения Вселенной и физических процессов в ней, о которых мы знаем очень и очень мало.

Галактика NGC 1365

Может показаться, что всё это лишено практического смысла. Где Вселенная, а где мы? На самом деле, в космическом пространстве самой природой ставятся такие «лабораторные» эксперименты, которые в земных условиях никогда нельзя будет воспроизвести. Нам остаётся уточнять параметры этих природных опытов и на этой основе судить о процессах и явлениях, о свойствах вещества и их границах и о многом другом.

Сравнение резкости снимков одинаковых участков галактики M74 обсерваториями NASA «Спитцер» (слева) и «Уэбб» (справа)

Наука и техника Земли получают колоссальный толчок вперёд в попытках разобраться в происходящем. Созданный для того, чтобы просто смотреть «Джеймс Уэбб» сам по себе стал чудом инженерной техники, который далеко вперёд продвинул целый спектр технологий от обработки материалов до обработки данных. Наконец, это просто красиво, что ведёт к популяризации знаний и к притоку молодой крови в науку, а без этого у человечества будущего не будет.

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» (JWST) не предназначена для поиска небольших объектов в Солнечной системе, но это не помешало сделать удивительное открытие — обнаружить в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера один из самых маленьких астероидов. Его размеры составляют от 100 до 200 м и обнаружен он с расстояния свыше 100 млн км.

Источник изображения: N. Bartmann (ESA/Webb), ESO/M. Kornmesser and S. Brunier, N. Risinger (skysurvey.org)

Самое забавное, что данные об астероиде, которые ещё предстоит подтвердить последующими наблюдениями, получены из отбракованных снимков во время калибровки прибора MIRI. В начале своей научной работы в космосе «Джеймс Уэбб» настраивал свои приборы, включая камеру среднего инфракрасного диапазона MIRI, по тестовым изображениям. В частности, MIRI настраивали в процессе охоты за известным астероидом (10920) 1998 BC1. Калибровочные снимки 1998 BC1 должны были помочь настроить работу с рядом фильтров изображений камеры, но их посчитали испорченными.

Позже учёные ещё раз изучили эти калибровочные снимки с камеры MIRI и обнаружили на них объект, похожий на небольшой астероид. Предполагаемые размеры объекта составляют от 100 до 200 м. Казалось бы, редкая и случайная удача, но астрономы уверены, что таких находок у «Уэбба» будет всё больше и больше. Одной из задач обсерватории JWST будет наблюдение в главном поясе астероидов менее 1 км в поперечнике. Но рабочие характеристики камеры MIRI оказались настолько хороши, что в поле зрения наверняка будут попадать астероиды намного меньшего размера.

По понятным причинам астрономы не могут наблюдать достаточно малые небесные тела. Их банально не видно в телескоп. Между тем, для построения стройной модели эволюции Солнечной системы данные наблюдений за малыми астероидами — это как часть головоломки, без которой картина будет оставаться неполной. Наблюдения с помощью «Уэбба» в комплексе с другими инструментами обещают обнаружить недостающие фрагменты.

В NASA сообщили о новом сбое в работе космической обсерватории James Webb («Джеймс Уэбб»). Ещё 15 января при связи с прибором NIRISS возникла задержка связи, что привело к сбою в работе программы, обслуживающей бортовое оборудование. Прибор продолжает оставаться недоступным для научных наблюдений. Остальное оборудование и другие научные приборы остаются в хорошем состоянии, а NASA и коллеги из Канады работают над поиском причины неисправности.

Модуль NIRISS телескопа «Джеймс Уэбб». Источник изображения: NASA

Прибор NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) для обсерватории «Джеймс Уэбб» разработан и изготовлен Канадским космическим агентством (CSA). Он предназначен для получения подробных спектров, что необходимо, например, для изучения атмосфер экзопланет — главном маркере возможности инопланетной биологической жизни. Специалисты из CSA вместе с инженерами NASA совместно ищут причины аномалии в связи с прибором и намерены решить проблему в ближайшее время. Все запланированные научные работы с использованием NIRISS, которые пока приостановлены, будут перенесены на другие дни.

Поскольку сбой произошёл в программном обеспечении, восстановление работы прибора NIRISS — это лишь вопрос времени. Для инженеров сейчас важно найти причину инцидента и попытаться избежать его повторения в будущем. На этом фоне сбой в работе камеры и спектрографа среднего инфракрасного диапазона выглядит более неприятным (там была отмечена проблема с механикой) — стало заедать колесо с переключающимися фильтрами. Но если решили эту проблему, то проблема со сбоем программного обеспечения тоже будет решена.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США продолжает помогать астрономам исследовать разные объекты Вселенной. На этот раз обсерватория способствовала получению новых данных об объекте NGC 346, который представляет собой эмиссионную туманность с рассеянным скоплением в созвездии Тукан карликовой галактики Малое Магелланово Облако.

Источник изображения: NASA, ESA, CSA

Галактика Малое Магелланово Облако располагается по соседству с Млечным Путём на расстоянии около 200 тыс. световых лет от Солнца. Концентрация элементов тяжелее водорода и гелия, которые астрономы называют металлами, в этой галактике ниже, чем в Млечном Пути. Поскольку космическая пыль преимущественно состоит из металлов, учёные ожидали, что в карликовой галактике её будет немного, но полученные с помощью «Джеймса Уэбба» говорят об обратном.

Астрономы исследовали эту область, поскольку условия и количество металлов в галактике сопоставимы с тем, что можно было наблюдать во многих галактиках миллиарды лет назад, в эпоху Вселенной, которую принято называть «космическим полднем». В этот период звёздообразование достигало своего пика. Примерно через 2–3 млрд лет после Большого взрыва звёзды образовывались в галактиках наиболее интенсивно. Отголоски того фейерверка звёздообразования до сих пор наблюдают учёные.

«Во время космического полдня в галактике не было бы одной подобной NGC 346 области, как в Малом Магеллановом Облаке; в ней были бы тысячи звёздообразующих областей, подобных этой. Но даже если NGC 346 является единственным массивным скоплением, активно формирующим звёзды в этой галактике, это даёт нам возможность исследовать условия, которые были в эпоху космического полдня», — считает Маргарет Мейкснер (Margaret Meixner), астроном Ассоциации космических исследований университетов и глава исследовательской группы.

Наблюдая протозвёзды, находящиеся в процессе формирования, исследователи могут узнать, чем отличается процесс звёздообразования в Малом Магеллановом Облаке от того, что можно наблюдать в нашей галактике. Когда звёзды формируются, они собирают газ и пыль, которые на снимках «Джеймса Уэбба» имеют лентообразную структуру. Газ и пыль являются материалом, который питает центральную протозвезду. Астрономы обнаружили газ вокруг протозвезды в скоплении NGC 346, но наблюдения космической обсерватории в ближнем инфракрасном диапазоне позволили впервые установить наличие космической пыли в этой области.

«Мы видим строительные блоки не только звёзд, но и, возможно, планет. Поскольку Малое Магелланово облако имеет схожую среду, которая была в галактиках во время космического полдня, возможно, каменистые планеты могли формироваться во Вселенной раньше, чем предполагалось ранее», — считает один из авторов исследования Гвидо де Марчи (Guido De Marchi).

На днях представители NASA раскрыли первые детали создания телескопа следующего поколения, который придёт на смену космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Среди множества проектов учёные остановились на телескопе для поиска обитаемых миров. Рабочее название новой обсерватории Habitable Worlds Observatory (HWO). Стоимость проекта будет составлять несколько миллиардов долларов США, а запуск состоится к началу 40-х годов.

Концепция телескопа HabEx. Источник изображения: Scott Gaudi

Как и «Джеймс Уэбб» обсерватория HWO будет выведена в точку Лагранжа L₂ на удалении 1,5 млн км от Земли. Но в отличие от JWST обсерватория HWO будет предназначена для роботизированного обслуживания, что позволит ей оставаться актуальным и рабочим инструментом на протяжении нескольких десятилетий, как это было и есть с телескопом «Хаббл». Впрочем, роботизированное обслуживание HWO сделает работы дешевле, чем обслуживание «Хаббла» астронавтами на «Шаттлах».

До выбора HWO следующим генеральным проектом для космического телескопа следующего поколения рассматривалось два альтернативных проекта: LUVOIR с 15-метровым сегментированным зеркалом и HabEx с 4-метровым монолитным зеркалом и плавающим в пространстве на удалении 100 тыс. км от него коронографом. После выбора проекта Habitable Worlds Observatory как основного некоторые технологии, которые начали разрабатывать для проектов LUVOIR и HabEx, перекочуют в проект HWO.

В целом в NASA будут придерживаться консервативного подхода при разработке HWO. Значительный перерасход средств на разработку и производство «Джеймса Уэбба» вынудил с опаской опираться на совсем новые технологии. Для создания Habitable Worlds Observatory будут использоваться либо уже созданные, либо находящиеся в разработке технологии.

Так, например, сегментированное зеркало останется 6-метровым, хотя погрешность кривизны поверхности должна уменьшиться на несколько порядков. Технологию использования коронографа возьмут из проекта HabEx и доработают для использования в составе телескопа. Коронограф должен будет отсекать ярчайший свет звёзд, который будет мешать разглядывать экзопланеты у далёких светил. Для повышения чувствительности телескопа HWO, вероятно, будет использован цилиндрический кожух, как на «Хаббле».

Концепция телескопа LUVOIR. Источник изображения: NASA Goddard Space Flight Center

Ориентировочная стоимость обсерватории Habitable Worlds Observatory будет начинаться с $11 млрд. Он будет чувствителен к ультрафиолетовому, оптическому и ближнему инфракрасному диапазонам волн. Помимо общих астрофизических задач телескоп должен быть способен обнаружить признаки жизни на 25 близлежащих экзопланетах, похожих на Землю. И хотя зеркало телескопа HWO будет не больше, чем у «Джеймса Уэбба», возможность роботизированной и постоянной замены научных инструментов будет постоянно держать его на пике научного прогресса. Фактически за сравнительно небольшие деньги телескоп HWO десятилетиями будет как новый.

Телескоп «Хаббл» не отстаёт от своего молодого коллеги «Джеймса Уэбба» и с каждым новым снимком Вселенной доказывает, что возможности старого инструмента далеко не исчерпаны. Более того, «Хаббл» может позволить себе более широкий взгляд на космос, поскольку может фиксировать «свет» в видимом, ближнем ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазоне. И это помогло совершенно по-разному взглянуть на одно интересное место в космосе.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: NASA, ESA

Недавно команда «Хаббла» представила два снимка одной и той же области шарового скопления NGC 1850. Это очень интересный объект для изучения. Это самое молодое подобное образование поблизости от Земли, которому всего 100 млн лет. NGC 1850 входит в состав галактики Большое Магелланово Облако — спутнице нашей галактики Млечный Путь. Это скопление удалено от нас на 160 тыс. световых лет.

Снимок шарового скопления NGC 1850 в условно двух диапазонах показал совершенно разные картины. Изображение слева на снимке выше сделано в ближнем инфракрасном диапазоне, а правое — в видимом и крайнем ультрафиолетовом диапазоне (на всех изображениях синтетические цвета, поскольку камеры «Хаббла» охватывают не доступный зрению человека диапазон). На левом снимке мы видим старое звёздное население скопления, среди которого около 200 красных гигантов, а на правом — молодые и преимущественно голубые звёзды.

Снимок в ближнем инфракрасном диапазоне (нажмите для увеличения)

Учёные полагают, что такой компактный кластер с условно двумя поколениями звёзд мог образоваться благодаря своей изначальной массивности. Первое поколение звёзд, которое мы видим на левом изображении, в процессе своего образования выбрасывало большое количество газа и пыли, но высокая гравитация из-за высокой плотности скопления не позволяла свободной материи рассеяться за пределы скопления. Сверх того, вещество активно притягивалось в скопление извне.

Снимок в видимом и ближнем ультрафиолетовом диапазоне (нажмите для увеличения)

Быстрое накопление вещества вскоре в два раза увеличило размеры скопления и там создались условия для формирования нового поколения звёзд, которое мы теперь наблюдаем на правом изображении. Наконец, всё это окутано рассеянными межзвёздными пылью и газом, что придаёт картинке дополнительный шарм. У обсерватории «Джеймс Уэбб» тоже есть планы взглянуть на NGC 1850, но такой красоты, как у «Хаббла» ей не получить. И это будет совсем другая история.

Космическая обсерватория «Хаббл» в процессе создания очередного изображения сверхглубокого поля нового участка неба получила снимок одной из необычных галактик из Атласа пекулярных галактик Хэлтона Арпа. Атлас включает 338 галактик с уникальными индивидуальными особенностями, что исключает их из привычной классификации. На снимке «Хаббла» во всех потрясающих деталях позирует галактика ESO 415-19 с двумя исключительно длинными потоками звёзд.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: ESA/Hubble & NASA, J. Dalcanton, Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Центр галактики ESO 415-19, которая находится от нас на расстоянии 450 млн световых лет, выглядит как обычная спиральная галактика. Однако оба её рукава продолжаются потоками звёзд, подобно длинным широко раскинутым рукам из звёзд. Эти потоки когда-то давно в истории этой галактики были сформированы её приливными силами. В далёком прошлом ESO 415-19 столкнулась с меньшими по размеру галактиками или разорвала своих соседок по Вселенной. Захваченные гравитацией галактики звёзды за миллиарды лет вытянулись в длинные потоки, придав ей неповторимый вид.

Специально «Хаббл» не изучает галактики типа ESO 415-19 из Атласа пекулярных галактик Арпа. Однако эти объекты разбросаны по всему небу и в процессе других наблюдений или между сменой ориентации космической обсерватории они попадают в поле зрения этого прибора и учёных. На снимке сверхглубокого поля в области созвездия Печь (Fornax), куда попала галактика ESO 415-19, запечатлено свыше 10 тыс. галактик различных возрастов, размеров, форм и цветов. Но, такая как ESO 415-19, там одна.

Космическая обсерватория «Хаббл» сделала впечатляющий снимок центральной области рассеянного скопления NGC 6530, которая выглядит как стена клубящегося дыма. В таких облаках молекулярного межзвёздного газа и пыли зарождаются звёзды, а вокруг них — планеты. Но это ещё не шарики, летящие по своим орбитам, а протопланетные диски из газа, пыли и камней и называются они проплиды.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: ESA/Hubble & NASA, ESO, O. De Marco

Проплиды или протопланетные диски — эти зародыши планет — обнаруживаются достаточно редко. Подавляющее большинство проплидов было обнаружено только в одном регионе — в близлежащей туманности Ориона. Для более полного понимания происхождения и эволюции проплидов необходимы находки в других астрономических средах и условиях. Область рассеянного скопления NGC 6530 одна из таких альтернативных реальностей, где может быть множество протопланетных дисков вокруг юных звёзд.

Камера Advanced Camera for Surveys и Wide Field Planetary Camera 2 телескопа «Хаббл» позволяет делать снимки в широком диапазоне световых волн и захватывает инфракрасный диапазон — лучшее, что можно предложить для поиска раскалённых газовых дисков вокруг зародышей планет. Можно не сомневаться, вслед за «Хабблом» по этому пути пойдёт телескоп «Джеймс Уэбб», у которого на борту более чувствительные инфракрасные камеры.

Наблюдения «Хаббла» будут дополнены и расширены наблюдениями «Уэбба». Пройдёт совсем немного времени, и «Уэбб» наверняка представит снимки самых интересных областей рассеянного скопления NGC 6530 с ещё более впечатляющей детальностью. Более того, он сможет заглянуть глубже в эти клубы «космического дыма» и рассмотреть там особенно интересные детали.

Экзопланета WASP-39b, похоже, стала наиболее подробно исследованной планетой за пределами Солнечной системы. Похожий на Сатурн газовый гигант в 700 световых годах от нашей планеты стал объектом исследования недавно введённым в эксплуатацию космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST). Новый инструмент позволил астрономам беспрецедентно детально изучить химический состав атмосферы планеты и даже протестировать методы обнаружения внеземной жизни.

WASP-39b в представлении художника //Источник изображения: NASA

Экзопланета WASP-39b вращается вокруг звезды в созвездии Девы и стала известна в конце августа текущего года, когда JWST обнаружил в её атмосфере углекислый газ — впервые в истории изучения космоса за пределами Солнечной системы. Эксперты назвали это прорывным открытием, а теперь, менее чем через три месяца, целая лавина результатов исследований позволила получить массу данных об атмосфере планеты. Информация даже позволяет делать выводы об истории её формирования.

По словам главы участвовавшего в исследованиях немецкого Института астрономии Макса Планка (MPIA) Лауры Крейдберг (Laura Kreidberg), «эти ранние наблюдения стали лишь предвестниками более удивительных научных открытий, которые принесёт с собой JWST». По данным учёной, уже в первых тестах телескоп показал себя даже лучше, чем надеялись исследователи.

Они использовали три из четырёх имеющихся у JWST инструментов для наблюдения за планетой: главную камеру NIRCam и два спектроскопа NIRISS и NIRSpec, способных по спектру определять химический состав небесных тел. Наблюдения показали, что WASP-39b окутана облаками с содержанием серы и силикатов, а свет местной звезды способствует образованию диоксида серы в ходе реакции, напоминающей ту, благодаря которой в атмосфере Земли появляется озон.

Известно, что WASP-39b представляет собой газовый гигант размером с треть крупнейшей в Солнечной системе планеты — Юпитера и движется по орбите на расстоянии всего 4,3 млн км от звезды, в 13 раз ближе, чем находится Меркурий от Солнца. Это делает планету идеальной «лабораторией» для исследования фотохимических реакций.

Источник изображения: Solen Feyissa/unsplash.com

Уровень детализации, обеспечиваемый JWST, даже позволил астрономам узнать, как образовался этот раскалённый мир. По соотношению углерода, калия и серы к кислороду учёные смогли предположить, что гигант сформировался в результате столкновения т.н. планетезималей меньшего размера. Кроме того, более высокое содержание в атмосфере кислорода в сравнении с углеродом в облаках позволяет предположить, что планета изначально сформировалась намного дальше от звезды, чем она находится сейчас.

По данным учёных, данные такого качества полностью меняют правила игры в их сфере. Известно, что учёные смогли даже протестировать методы, которые однажды помогут найти жизнь на других экзопланетах. Результаты наблюдений будут сопоставляться с созданными на Земле моделями. Например, если кислорода на планете больше, чем предсказывает модель, не исключено, что это может служить признаком наличия жизни. Впрочем, из-за близости к звезде жизнь на WASP-39b крайне маловероятна, поскольку температура здесь составляет около 900 градусов по Цельсию.