Teleskop Jamesa Webba daje niesamowite spojrzenie na odległe galaktyki Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba

aW Boże Narodzenie zeszłego roku, 30 lat po jego utworzeniu, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba Pochodzi z Gujany Francuskiej. 28 grudnia Księżyc minął. 24 stycznia wypuściła swoje pięciominutowe partie i osiadł na swojej ostatecznej orbicie Około 1,5 metra od ziemi. 12 lipca, po miesiącach żmudnych przygotowań, wyprodukowałem plik Pierwsze zdjęcie – Po raz pierwszy pokazał nam odległe galaktyki takimi, jakimi były ponad 13 miliardów lat temu.

Od tego czasu Teleskop Webba dodawał do tego cudownego startu. Teraz zrobiliśmy coś bliżej domu, tylko 615 metrów dalej: Najbardziej szczegółowe zdjęcia kupujących, jakie kiedykolwiek widzieliśmy.

Astrofizyk z Oxford University, dr Becky Smithhurst, autorka nadchodzącej książki, Krótka historia czarnych dziurPowiedział, że istnieje wiele powodów, aby być sceptycznym, czy zajdzie tak daleko. „Istniały 344 pojedyncze punkty awarii, w których gdyby wystąpił mały błąd, cała misja zostałaby anulowana. To były miesiące niepokoju” – powiedziała.

Jednym z głównych źródeł niepewności po wystrzeleniu satelity było to, jak bardzo zbliżył się do zamierzonej trajektorii – każda niedokładność pociągała za sobą konieczność spalania cennego paliwa. „Ale było idealnie. Obiecano nam pięć lat danych, a zamiast tego otrzymamy 20. To niewiarygodne.”

Oto kilka zdjęć wykonanych przez ten precyzyjny teleskop – i to, co pokazują one na temat jego działania i samego Wszechświata.

Pierwsze głębokie pole w sieci

Pierwsze zdjęcia Webba ujawnione przez Joe Bidena pokazują grupę galaktyk znaną jako SMACS 0723. Cały obraz obejmuje tysiące galaktyk na obszarze nieba odpowiadającym pojedynczemu ziarnu ryżu wciśniętemu na długość ramienia na powierzchnię Ziemi . „Możemy zobaczyć rzeczy w tej bardzo małej łatce bardziej szczegółowo niż w przypadku Hubble’a [the most powerful telescope until now]powiedział Smithhurst. „Wskazuje, że nie ma już pustego nieba – gdziekolwiek spojrzysz, znajdziesz coś w tle.”

Podobnie jak wszystkie obrazy, które stworzył Webb, to, co można tu zobaczyć, nie jest światłem widzialnym – ale sygnały w widmie podczerwonym odbierane przez monochromatycznego satelitę są wysyłane z powrotem na Ziemię jako jedyne i zerowe, a następnie rekonstruowane. Różne kolory nie oznaczają dosłownych odcieni, ale długości fal sygnałów, które mówią nam, jak gorące jest źródło. Kolorowanie takich obrazów ułatwia naukowcom odkrywanie obszarów do dalszych badań (i generuje bardziej ogólne podekscytowanie niż jakikolwiek czarno-biały obraz).

Na tym zdjęciu ostra, jasna gwiazda w centrum znajduje się w naszej galaktyce. Rozmyte białe kropki poniżej to całe galaktyki w gromadzie SMACS 0723, pokazanej około 4,6 miliarda lat temu. Co więcej, ta gromada w centrum działa jak rodzaj soczewki powiększającej dla innych galaktyk znacznie bardziej odległych — do 13 miliardów lat świetlnych, mniej więcej do zarania Wszechświata. Zniekształcone w trakcie tego procesu wyglądają jak łuki rozrzucone po obrazie: czerwone ciała pokryte są kosmicznym pyłem – kluczowym składnikiem powstawania gwiazd – podczas gdy zielone są wypełnione węglowodorami.

Mgławica Carina

Porównanie tego obrazu mgławicy – ogromnej, usianej gwiazdami obłoku pyłu i gazu – z obszarem parabolicznym uchwyconym przez Hubble’a jest dowodem siły Webba. „Mgławica Carina znajduje się w naszej galaktyce” – powiedział Smithhurst. „Chociaż wydaje mi się, że jest to trochę jak obszar jeziora tutaj. Wartość tego obrazu naprawdę polega na tym, co pokazuje nam korzyści płynące z patrzenia na rzeczy stosunkowo blisko w podczerwieni.

„Pozwala na penetrację pyłu – tych maleńkich cząstek ciężkich pierwiastków, takich jak tlen i węgiel, które rozpraszają światło widzialne, tak że nie można zobaczyć utworzonych gwiazd. Na tym zdjęciu przechodzimy przez ten pył do trójwymiarowej struktury mgławica”.

Kwintet Stephana

Stworzony z ponad 150 milionów pikseli wysłanych przez Webba, ten obraz przedstawia grupę galaktyk w konstelacji Pegaza i dostarcza naukowcom środków pozwalających zobaczyć, jak ich interakcja prowadzi do powstawania gwiazd. „To mój ulubiony, ponieważ jest tak istotny dla mojej pracy” – powiedział Smithhurst. „Pokazuje cztery oddziałujące galaktyki, jedną z rosnącą czarną dziurą, a drugą nie. Niesamowite jest to, że po zbliżeniu można zobaczyć pojedyncze gwiazdy: do tej pory prawie nie byliśmy w stanie tego zrobić z naszą najbliższą Galaktyka, Andromeda, a te są znacznie dalej.”

Galaktyka po lewej stronie formacji jest bliżej niż inne galaktyki – 40 metrów światła w porównaniu do 290 metrów. Górny wir na zdjęciu zawiera czarną dziurę o masie 24 milionów mas Słońca. „To niesamowicie jasne źródło światła” – powiedział Smithhurst. „To pokazuje, że gaz krążący wokół czarnej dziury jest oświetlony w całej okazałości”.

WASP-96b (widmo)

To nie jest obraz, ale „nadal jest bardzo ekscytujący dla astrofizyków” – mówi Smithhurst. Zestaw danych jasno pokazuje, że ta planeta, odległa o 1150 lat świetlnych, ma charakterystyczne właściwości wody.

Webb zmierzył światło pochodzące z systemu WASP-96, gdy planeta poruszała się przez gwiazdę – a sposób, w jaki gazowy gigant ukradł trochę światła gwiazdy podczas przechodzenia przez jej atmosferę, ujawnia unikalną sygnaturę wody, powiedział Smithhurst.

Wyniki są również ważne, ponieważ pokazują, „co może zrobić teleskop”, powiedział Smithhurst. „To duża, jasna planeta, bardzo blisko swojej gwiazdy. Łatwiej zauważyć przejście światła przez atmosferę, ponieważ tak bardzo przechodzi przed gwiazdą. Skoro tutaj jest tak łatwo, wskazuje to na bardziej odległe i trudniejsze gwiazdy, które przechodzą przed swoją gwiazdą częściej jak Ziemia, nie będziesz tracić czasu.To pomysł na znalezienie „bliźniaczki Ziemi” – czegoś, co wydaje się niewiarygodnie nadające się do życia, jak wiemy to.”

Jowisz

Jeśli głównym celem Webba jest powiedzenie nam więcej o świetle, które odległe gwiazdy wysyłały miliardy lat temu, okazuje się również, że jest on w stanie tworzyć oszałamiające obrazy naszego Układu Słonecznego, niepodobne do niczego, co widzieliśmy wcześniej. „Byłem zdumiony, gdy zobaczyłem tutaj poziom szczegółowości – myślałem, że zniknie, ponieważ jest tak jasny” – powiedział Smithhurst. „Ale to bardzo sprytne, jak używali różnych długości fal do wychwytywania różnych rzeczy”.

Czerwona mgiełka na północnym i południowym biegunie planety to zorze polarne – spowodowane oddziaływaniem cząstek ze Słońca z polem magnetycznym planety. Słynna Wielka Czerwona Plama, burza tak duża, że ​​może pochłonąć Ziemię, wydaje się biała, ponieważ odbija tak dużo światła słonecznego. „Ciemne obszary ujawniają obszary, w których światło bardziej przeniknęło do atmosfery” – powiedział Smithhurst.

Chociaż notatki Webba byłyby cenne dla uczonych, takie zdjęcia jak te, również przedstawiające Smithursta, są ważne ze względu na ich absolutną i uniwersalną urodę. „Wszyscy są ciekawi świata, w którym żyjemy” – powiedziała.