С июля 2022 года Джеймс Уэбб, почти год находящийся в космосе, продемонстрировал беспрецедентные возможности своей аппаратуры. Среди них — фотографирование самых древних галактик и раскрытие секретов тел нашей Солнечной системы.
Однако у этого телескопа четыре основных задачи.
- Исследование самых ранних звезд и галактик, возникших после Большого взрыва.
- Изучение формирования и эволюции галактик.
- Понять рождение звезд и планет.
- Изучать структуры планетных систем и происхождение жизни.
Все эти цели амбициозны, но их можно достичь эффективнее с помощью наблюдений в ближнем инфракрасном свете, а не в видимой части электромагнитного спектра.
Инфракрасные инструменты телескопа «Уэбб» открывают возможности для астрономических исследований в диапазоне длин волн от 0,6 до 28 микрометров. Такой широкий спектр позволяет изучать объекты и области космоса, заслоненные газом и пылью, так как излучение в инфракрасном диапазоне лучше проникает через космическую пыль. «Уэбб» может наблюдать молекулярные облака, где рождаются звезды, например, протозвезду L1527 внутри темного облака, а также околозвездные диски и экзопланеты.
Невиданные звезды
В начале своей научной деятельности «Уэбб» сделал одно из самых известных изображений: необычный снимок туманности Южное кольцо с характерными оболочками из газа и пыли и яркой умирающей звездой в центре. Проанализировав данные, исследователи обнаружили свидетельства существования как минимум двух ранее неизвестных звезд, скрытых на этом красочном звездном кладбище огромных размеров.
О существовании бинарной системы, центр которой занимает белый карлик – умирающая звезда, было известно. Тысячи лет эта звезда выбрасывала газ и пыль, образовав вокруг себя облако. Однако внутри туманности скрывались другие звезды, невидимые мощным инфракрасным инструментом Уэбба.
Данные, полученные с помощью приборов «Уэбба», начиная с NIRCam и заканчивая NIRSpec, спектрографом ближнего инфракрасного диапазона, подтолкнули ученых к мысли о наличии этих звезд. Предполагается, что ранее обнаруженная бинарная система взаимодействует с этими звездами и, возможно, с другими еще не известными. Обмен энергией в процессе взаимодействия мог привести к появлению особой волнистой морфологии, которую мы видим в туманности сейчас.
Интересно будет увидеть результаты более углубленного исследования этих и других снимков, чтобы узнать, сколько ранее невидимых космических объектов можно обнаружить, упорядочить и изучить.
Секреты Солнечной системы
Недавно «Уэбб» изучал Титан, самый загадочный спутник Сатурна. Это необычное место с поверхностью, где, как полагают, текут жидкий метан и другие углеводороды, создавая рельеф, напоминающий земные реки и озера.
Аппарат NIRCam предоставил новые изображения двух огромных метановых облаков Титана. Сравнение изображений подтверждает предположение о формировании облаков в северном полушарии при нагревании Солнцем. Благодаря «Уэббу» ученые проследили слои атмосферы, где может существовать жизнь (не такая, как мы ее знаем), и некоторые особенности поверхности под ними.
Несколько месяцев назад Уэбб, наблюдая Солнечную систему в инфракрасном свете, прислал без precedentных изображений Юпитера и Нептуна с кольцевыми системами, невидимыми в оптическом диапазоне. Это дало возможность получить четкие снимки тонких пылевых колец, а также характеристик атмосферы двух газовых гигантов и бурь, которые их раздирают. Сейчас научное сообщество с нетерпением ждет снимков Сатурна, сделанных MIRI в среднем инфракрасном диапазоне.
Вселенная и галактики примерно одинакового возраста.
Наблюдения «Уэбба» обнаружили несколько галактик вдали, как и предыдущие наблюдения с помощью «Хаббла». Четыре из этих объектов оказались одними из старейших когда-либо наблюдаемых. Самая старая находится на расстоянии не менее 13,4 миллиарда световых лет, когда Вселенной было всего 2 процента от ее нынешнего возраста.
Свет от древних объектов тусклый из-за огромного расстояния. Тем не менее, с помощью инфракрасных инструментов NIRCam, NIRSpec и MIRI, доступ к ранее скрытым областям и объектам открыт. Благодаря возможностям этих приборов Уэбб в ближайшем будущем установит новые рекорды.
Недавно телескоп сделал одно из первых широкоугольных изображений космоса «средней глубины» в области неба, известной как северный полюс эклиптики.
Изображение, полученное в рамках программы PEARLS, содержит объекты в миллиард раз более тусклые, чем мы можем увидеть невооруженным глазом. Снимка, состоящего из восьми различных цветов ближнего инфракрасного света и снятого камерой NIRCam аппарата Уэбба, находится в заголовке статьи. Изображение показывает Вселенную, наполненную галактиками вплоть до самых отдаленных краев, во множестве деталей и глубины, многие из которых никогда не были видны ни Хабблу, ни крупнейшим наземным телескопам.