Точно преди година астрономи публикуваха първите научни снимки, направени с телескопа James Webb, които предизвикаха еуфория у много хора.
Следващите месеци донесоха и революционни снимки на небето, всяка от които разшири границите на познанията ни за астрономия, обогатявайки разбирането ни за Вселената.
Не оставате ли с впечатлението, че постепенно все по-малко споменаваме за телескопа Хъбъл, а получаваме предимно нови съобщения, свързани с наблюденията на Джеймс Уеб? Това е само впечатление. Но факт е, че космическият телескоп Хъбъл не направи снимки с най-добрата разделителна способност, а понякога и направо замъглени, така че емблематичните снимки (мъглявината Кийл, Стълбовете на Сътворението, звездообразуващата област в Малкия Магеланов облак) сега ще бъде много по-добре. Все пак дойде време за изцяло нови проекти, включително и за наблюдения в дълбините пространство. Следователно може да се пише безкрайно за работата на телескопа на Джеймс Уеб. Разбира се, това не означава, че Хъбъл го няма, той все още работи доблестно в космоса, но дойде времето за неговия наследник.
Всички помним снимката на телескопа на Джеймс Уеб в приземната стая с разгънат слънчев визьор, чиято ефективност зависи от позицията му в орбита около точката L2. И сега той е някъде в дълбините на Вселената, изучавайки космоса и снимайки интересни обекти.
Прочетете също: Телепортация от научна гледна точка и нейното бъдеще
Скоро ще се появят нови космически телескопи, но Webb ще остане най-добрият
Webb (официално JWST или James Webb Space Telescope) след няколко месеца ще получи още един спътник в близка орбита около L2, на 1,5 милиона километра от Земята - телескопът Euclid за мащабно изследване на небето, което ще търси признаци на съществуването на тъмна енергия и тъмна материя Няколко години по-късно към телескопа Евклид ще се присъедини още един телескоп - Нанси Грейс Роман (Nancy Grace Roman - близнак на Хъбъл), който ще навлезе в околоземна орбита. Въпреки това Джеймс Уеб ще остане дълго време най-големият космически телескоп, с най-добрата способност да вижда детайлите както на най-близкия космос (Слънчевата система), така и на най-отдалечените краища на Вселената.
По-късно тази година ще бъде отбелязана друга специална годишнина - 30 години от "очната хирургия" на Хъбъл, инсталирането на инструмент, който коригира размазаното изображение, създадено от неправилно полирано огледало. Това беше направено през декември 1993 г., повече от три години след изстрелването на този телескоп в орбита.
Телескопът на Джеймс Уеб нямаше подобни проблеми и работата на неговите инструменти надмина и най-смелите очаквания на астрономите. Да, учените и инженерите имаха една година, за да преминат през някои първоначални моменти на стрес, тъй като някои елементи, свързани с инструмента MIRI за наблюдения в средния инфрачервен диапазон, се провалиха два пъти (през лятото на 2022 г. и през пролетта на 2023 г.). Като инструмента NIRISS (зима 2023), чиито проблеми са причинени от космически лъчи.
Въпреки това инвестицията в James Webb се изплати добре. Телескопът, по официални данни, струва 10 милиарда долара. Тази сума може да се сравни например с 13 милиарда долара, които струва изграждането на най-модерния самолетоносач в американския флот - USS Gerald R. Ford. Това не е перфектно сравнение, но показва как стойността на парите се различава в астрономията и военната технология.
Прочетете също:
- Наблюдение на Червената планета: История на марсианските илюзии
- Пилотирани космически мисии: Защо завръщането на Земята все още е проблем?
Какво дадоха 12 месеца наблюдения с телескоп?
Можете да прочетете повече за телескопа, как е построен, неговите тайни, спорове, свързани с името в предишните ни текстове. Но е време да обобщим резултатите от годината на наблюдения, да подчертаем най-интересните открития и да покажем тяхното влияние върху астрономията.
Предимствата, които Webb даде на астрономите, са възможността да виждат вече известни обекти с още по-висока разделителна способност и да видят това, което преди е убягвало от нашето внимание. Така астрономите са получили много данни, които ще им позволят да подобрят съществуващите теории или да създадат нови. Въпреки че звучи много тривиално, постиженията на Webb изискват сътрудничеството на инженери и учени от цял свят.
По-долу представяме колекция от най-интересните изображения от телескоп Джеймс Уеб, получени досега за 12 месеца наблюдения.
Също интересно: Тераформиране на Марс: Може ли Червената планета да се превърне в нова Земя?
Какво изследва Webb? От най-близките астероиди до най-отдалечената черна дупка
Първите сравнителни наблюдения показаха стойността на възможността да виждате пространството едновременно в близкия инфрачервен диапазон и в средния инфрачервен диапазон, където можете да видите много по-студени, едва видими структури. Говорим не само за емблематичните Стълбове на Сътворението, но и за наблюдение на обектите от Слънчевата система. Телескопът James Webb вече е изследвал Юпитер и Сатурн, предостави най-добрите изображения на прашните пръстени на Нептун, както и на Уран и многото му луни. Как телескопът Webb видя Уран и неговите пръстени може да се види в разширеното изображение с маркирани най-големи спътници:
В допълнение към планетите, телескопът на Джеймс Уеб също се насочи към луните на Сатурн, включително повърхността и облаците на Титан и ледения Енцелад, където емисиите на лед, водни пари и органични съединения, които изграждат тория около планетата, се виждаха забележително добре.
Уеб също позволи на учените да наблюдават сблъсъка на сондата DART с астероида Dimorphos миналата есен и тази година помогна да се потвърди съществуването на особено рядка категория комети, произхождащи от астероидния пояс между Марс и Юпитер. Най-малките астероиди, които Webb наблюдава в този регион, са с диаметър около 100 m.
Интересувахме се от наблюдението на кометата Read от телескопа Webb. Той е много интересен за астрономите, защото съдържа вода. Въпреки че не би трябвало да е така, като се има предвид орбитата на кометата в астероидния пояс, който е много по-близо до Слънцето, отколкото орбитите на кометите отвъд Нептун. В медиите има визуализации и заключения, които са още по-впечатляващи, но астрономите са доволни от диаграма като тази на горната снимка.
Астрономите също насочиха телескопа към извънслънчевите планети. През януари телескопът Webb откри първата такава планета, която прилича на Земята, въпреки че се върти около нейното слънце в много тясна орбита с период от два дни. С инфрачервени наблюдения Джеймс Уеб успя да измери температурата на повърхността на скалистата планета Trappist-1 b и наблюдава праховия диск около младата звезда AU Microscopii, която претърпява динамична еволюция след формирането на планетата. Всяко от тези наблюдения може да се похвали с най-добрата резолюция на данните. Спектроскопите на Webb откриха и необичайни планетарни атмосфери, като например силикатната атмосфера около планетата VHS 1256b.
Молекулярният облак Chamaeleon I изглежда впечатляващо на снимката:
Що се отнася до звездите, телескопът Webb може да достигне региони, където в бъдеще ще се образуват млади звезди, като молекулярния облак Chamaeleon I, където е открит лед, както и множество сложни органични съединения, които показват формирането на планети около звезди, което в бъдеще може да бъде началото на развит живот. В мъглявината Орион, на 1350 светлинни години от нас, телескопът Джеймс Уеб откри най-сложното съединение, метиловия катион, отправната точка за образуването на сложни форми на въглерод.
Ето как изглежда районът на мъглявината Орион, където спектроскопистите са открили най-сложната въглеродна частица, известна извън Слънчевата система. Изображения от NIRCam (близък инфрачервен) и MIRI (среден инфрачервен):
Освен че наблюдава ранните етапи на формиране на звезди, като L1527, телескопът Webb наблюдава и последните етапи от живота на звездите, като масивната и гореща Wolf-Rayet 124, която ще се превърне в свръхнова в бъдеще. И в двата случая бяха записани невидими по-рано детайли на тези обекти.
Просто погледнете тези прекрасни снимки, където вляво е формирането, раждането на звезда, а вдясно е последният етап от живота на стара звезда:
Благодарение на средния инфрачервен инструмент на MIRI, сред многото красиви изображения могат да се видят и останките от свръхновата Касиопея A. Въпреки че са били виждани много пъти преди, телескопът Webb създаде много по-ясни изображения. И това ще даде възможност да се разбере повече за процесите, които водят до експлозии на свръхнови, защото те образуват материя, подобна на тази, от която някога е била формирана Земята.
Вижте как телескопът видя Касиопея А. Между другото, беше възможно да видите тази мъглявина със средните инфрачервени камери на MIRI.
Слънчевата система, обектите на Млечния път са най-близката зона за наблюдение на телескопа Webb. През изминалата година телескопът е наблюдавал и други, много по-далечни галактики, като Андромеда и Магелановите облаци. И такива, в които можете ясно да наблюдавате детайли, например ленти от прах в галактиката NGC 1433, която е на 46 милиона светлинни години, и да анализирате еволюцията на звездните купове въз основа на наблюденията. И тези, които са на разстояние милиарди светлинни години от нас, за които могат да се наблюдават само техните силуети и общ състав.
Наистина ясните снимки ни позволяват да видим детайли от прашната средна инфрачервена структура на галактиката NGC1433. Изображението е направено като част от проекта PHANGS (High Angular Resolution Physics in Nearby Galaxies).
Но дори и в последния случай обхватът на Уеб е по-добър от който и да е инструмент, достъпен днес. Това е този най-съвременен инструмент, който ни позволява да покажем структури, които не сме виждали преди.
Те включват галактически купове, произхождащи от ранната Вселена, млади галактики, които току-що събират материал от своите първи свръхнови, и най-отдалечената и една от най-ранните галактики във Вселената (300–500 милиона години след Големия взрив). Това са структури, в които звездите се образуват интензивно и които вече са съществували, когато междугалактическите пространства са били запълнени с все още не напълно йонизирана материя. Този етап, когато Вселената бавно става прозрачна за светлината, наблюдаваме в снимки, направени от телескопа James Webb.
При наблюдението на тези най-отдалечени обекти на Уеб му помага и природата или по-точно феноменът на лещата. Най-съвършеният пример за това е изображение на суперкупа Пандора (или Абел 2744), който съдържа множество галактики с лещи, когато Вселената е била на няколкостотин милиона години. В сравнение с телескопа Хъбъл, изображения на дълбокия космос от повече от 50 000 източника на светлина могат да бъдат получени с експозиции, продължаващи няколко часа, а не дни. Това е огромно ускорение на наблюдението.
Телескопът "Джеймс Уеб" засне суперклъстера на галактиката Пандора на снимки. В случай на гравитационни лещи, дори и най-малкото увеличение на разделителната способност е безценно за моделиране на явлението и оценка на действителното разстояние на лещите галактики.
Като успя да наблюдава групи от такива ранни обекти, Уеб успя да открие зърната на космическата структура. Състои се от клъстери от галактики, които са разположени в пространството, разделени от празнини (но на практика това не са области без материя). Тези изследвания се извършват като част от проекта Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), който направи възможно наблюдението на най-старата черна дупка, която вече съществува 570 милиона години след формирането на нашата Вселена.
Наблюденията на далечни черни дупки в центровете на галактиките се правят с помощта на технология с микроапертура, няколко пъти по-дебела от човешки косъм, която може да се отваря и затваря. Това позволява на Webb да наблюдава спектрите на до 100 галактики наведнъж, което значително ускорява работата и дава на астрономите огромни количества данни, голяма част от които все още не са анализирани.
Спектрите на няколко галактики се получават едновременно с помощта на микроапертурна технология. Може да не изглежда много интересно за аматьорите, но астрономите биха могли да напишат цяла книга, базирана само на тази снимка.
По-долу е 290D пътуване до галактиката Мейзи, която е съществувала, когато Вселената е била само на 5000 милиона години. Той показва разликата в разстоянията на до 200 галактики в малката част от небето, наблюдавана от CEERS. Преминавайки от най-близката галактика до Мейзи, ние се връщаме назад във времето XNUMX милиона години.
Също интересно:
- Европейската комисия планира да постави център за обработка на данни в космоса
- Китай завършва изграждането на космическата станция Tiangong
Снимка за годишнина - регион на образуване на звезда Ро Змиеносец
„На първата си годишнина космическият телескоп Джеймс Уеб изпълни обещанието си да отвори вселената, давайки на човечеството завладяваща съкровищница от изображения и наука, която ще продължи десетилетия“, каза Никола Фокс, главен учен на НАСА, обобщавайки първата годишнина на наблюденията. И е трудно да не се съглася с тези думи.
За своята годишнина телескопът Webb снима звездообразуващата област Ro Ophiuchus, една от най-ярките области на Млечния път. Много звезди там просто се формират и са скрити в облаците прах, които доминират в оранжево-жълтата област на изображението. С изключение на една, която успя да блесне през праха, останалите са около 50 звезди, подобни или по-малки от Слънцето.
Онези звезди, които по някакъв начин се раждат, се разкриват пред очите ни в момента, когато, светейки за първи път, започват да разпръскват околната материя.
Това може да се види на изображението под формата на червени и лилави струи (ивици) от молекулярен водород, излъчващи се в две посоки от местоположението на звездите. Благодарение на телескопа James Webb за първи път в този регион са наблюдавани толкова голям брой припокриващи се струи.
Мъглявината Ро Змиеносец се намира на 390 светлинни години в съзвездието Змиеносец. Наблюдаването й с любителско оборудване изисква фотография с дълга експозиция, но можете да опитате да намерите близка звезда със същото име като мъглявината без камера. Яркостта му е 4,6 величина. Това означава, че може да се види далеч от градските светлини с добра видимост дори с просто око. И ако не с просто око, то определено с бинокъл.
При по-трудни условия трябва да се задоволим с наблюдения на звездата Антарес в съзвездието Скорпион, която също се намира наблизо в мъглявината. Лятото е най-доброто време за наблюдение на тези обекти в Украйна, защото тогава те се виждат ниско над южния хоризонт.
А телескопът James Webb продължава пътуването си през Вселената, изучавайки нови звезди, купове и мъглявини. Той ще може да погледне в миналото на Вселената, да разбере как се раждат звездите и планетите, което ще ни позволи да разберем по-добре произхода на нашата планета Земя.
Също интересно: