За первый год работы телескоп Джеймса Уэбба восхитил своими достижениями. Помимо получения самых подробных и впечатляющих изображений небесных объектов, обсерватория изучила Марс и Юпитер, проведя анализ спектров их атмосфер, заблокировала свет звезды для выявления диска обломков вокруг нее и многое другое. Что нас ожидает в дальнейшем?
Приступаем к циклу 2
Научный институт космического телескопа (STScI), расположенный в Балтиморе, штат Мэриленд (США), осуществляет научное и оперативное управление космическими телескопами Хаббла и Джеймса Уэбба. Комитет недавно выбрал миссии для второго года работы телескопа (Цикл 2). Проекты, получившие время наблюдений, отбирал Комитет по распределению телескопа на заседании в апреле 2023 года. Самые масштабные предложения также рассмотрил Исполнительный комитет организации во время виртуального заседания с 17 по 20 апреля.
Крупнейшие проекты могут занимать более 75 часов наблюдения. Маленькие проекты — 15 часов, средние — от 35 до 75 часов.
Одно исследование будет посвящено анализу экзопланет, вращающихся вокруг малых красных карликов. Эти объекты составляют около 75% всех звёзд Млечного Пути и склонны к вспышкам, что вызывает вопросы об их способности удерживать атмосферы в долгосрочной перспективе. Чтобы решить эту загадку, доктор Шубхам Канодия из Вашингтонского института Карнеги и его команда получат 132,39 часов для характеристики атмосфер гигантских каменистых планет вокруг этих звёзд.
Профессор Бьорн Беннеке со своей командой из Института исследований экзопланет имени Троттье (iREx) при Университете Монреаля получили 82 часа наблюдений для точной идентификации водных миров и характеристики состава их атмосфер.
Наличие этих миров важно для теорий формирования планет. Состав, где преобладают летучие соединения, отличающиеся от пары водород/гелий, представляет собой и новый режим атмосферной химии, ещё не изученный.
Древние галактики
Телескоп «Джеймс Уэбб» исследует эпоху реионизации, когда нейтральный водород проникал в межгалактическую среду, сделав Вселенную прозрачной. Эту эпоху считают «последним рубежом» космологических исследований из-за красного смещения и присутствия нейтрального водорода, затрудняющих изучение этого периода в видимом свете.
Чтобы обнаружить свет этого периода, необходимо его наблюдать в инфракрасном диапазоне. Группа под руководством Астрономического института имени Капетина использовала данные прибора MIRI на телескопе Джеймса Уэбба для подтверждения первого обнаружения галактик этого периода. В следующем цикле астрономы планируют расширить границы наблюдений.
Группа под руководством Хакима Атека из Парижского астрофизического института намерена наблюдать за маломассивными галактиками, появившимися через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Цель исследования — изучить механизмы формирования галактик, включая аккрецию газа, звездообразование и обратную связь, которая тормозит его.
Солнечная система
Общая продолжительность наблюдений также будет использоваться для изучения объектов Солнечной системы. Например, профессор Том Сталлард из Нортумбрийского университета получил более двадцати часов на исследование верхней атмосферы Юпитера с целью узнать больше о потере атмосферы газовых гигантов. Понимание того, как планеты теряют атмосферу во Вселенной под воздействием звездного ветра и других факторов, необходимо для характеристики экзопланет и понимания масштабов обитаемости в космосе.
Другая программа, вдохновленная обнаружением Оумуамуа и 2I/Борисова, направлена на детальное изучение и характеристику межзвездных объектов, которые приблизятся к нашей Солнечной системе в ближайшем будущем. В рамках этой программы, возглавляемой астрономом Карен Мич из Гавайского университета, будет проведено 17,4 часа с использованием прибора NIRSpec для получения спектров нескольких таких объектов.
Черные дыры и квазары
Телескоп «Джеймс Уэбб» будет изучать сверхмассивные черные дыры и образующиеся из них активные галактические ядра (квазары).
Исследования позволят определить роль этих объектов в эволюции галактик. Доктор Джозеф Хора и его команда из Смитсоновской астрофизической обсерватории намерены использовать высокое угловое разрешение телескопа Джеймса Вебба, чтобы охарактеризовать выбросы от Стрельца A*, сверхмассивной черной дыры в нашей галактике.
Группа под руководством доктора Йошики Мацуока из Университета Эхиме провела наблюдения за ростом объектов в эпоху реионизации в течение 23 часов. Эти наблюдения важны для датировки их первого появления, определения времени, необходимого им для достижения миллионов солнечных масс, а также для оценки влияния на эволюцию галактики-хозяина.
Это лишь несколько примеров из выбранного исследователями множества программ.