Найбільший в історії космічний телескоп Джеймс Вебб (James Webb) зробив нове відкриття. Астрономи виявили планету з унікальними характеристиками на відстані 70 світлових років від Землі. За два роки роботи орбітальна обсерваторія зробила чимало досліджень космічного простору. “Ми-Україна” зібрав 10 знімків, зроблених James Webb, які допомогли науковцям дізнатися більше про Всесвіт.
Космічний телескоп імені Джеймса Вебба – міжнародна програма, яку очолює NASA разом зі своїми партнерами, Європейським космічним агентством (ESA) та Канадським космічним агентством.
Ті деталі, які сьогодні бачить "Джеймс Вебб", ніколи не можна було б розрізнити "неозброєним оком" або за допомогою розташованої на Землі апаратури. Подорожуючи крізь світло і простір, "Джеймс Вебб" намагається побачити Всесвіт біля його витоків.
Вартість проєкту склала 10 мільярдів доларів. Телескоп був запущений у космос у грудні 2021 року. Серед ключових цілей обсерваторії – вивчення перших екзопланет і молодих зірок.
1. Гравітація двох сонць: найдивніша планета, яку бачили науковці
"Одна з найдивніших, яку ми коли-небудь знаходили" — так кажуть астрофізики Інституту Макса Планка (Німеччина) про нещодавно відкриту планету VHS 1256. За допомогою телескопа James Webb науковці, дізнались, що планета обертається навколо двох сонць, має масу 20 Юпітерів, а її температура здатна швидко розплавити алюміній.
"VHS 1256 b є певною мірою загадкою. Її маса межує на рівні гігантської планети та коричневих карликів, "зірок-невдах", які недостатньо масивні, щоб злити водень, але можуть злити важчий ізотоп водню, дейтерій у своїх ядрах, який має нижчу температуру та тиск злиття, ніж водень", — розповідають астрофізики.
Завдяки телескопу James Webb вони змогли отримати багато характеристик цієї планети за один раз. Зокрема, вчені дізналися про велику хмарність на планеті. Серед іншого науковці побачили безперервну піщану бурю, яка вирує на планеті.
У пресрелізі NASA зазначається, що доба на планеті триває 22 години. Щоб зробити один оборот орбітою, планеті потрібно 10 тис. років. Вона знаходиться приблизно вчетверо далі від своїх зірок, ніж Плутон від Сонця.
Протягом доби її атмосфера "постійно піднімається, перемішується і рухається, піднімаючи гарячіший матеріал вгору і опускаючи холодніший", йдеться в релізі.
"В результаті зміни яскравості настільки вражаючі, що це наймінливіший об'єкт планетарної маси, відомий нині", — зазначили у NASA.
З астрономічної точки зору планета "зовсім молода" — з моменту її утворення минуло 150 млн років, вона ще змінюватиметься протягом мільярдів років, сказано в повідомленні.
За допомогою телескопа вчені також встановили, що на планеті є вода, метан, чадний та вуглекислий газ. "Це найбільша кількість молекул, що коли-небудь ідентифіковані одночасно на планеті за межами нашої Сонячної системи", - йдеться в повідомленні.
2. Майже невидима властивість “крижаного гіганта”
У квітні NASA повідомило, що телескоп James Webb зробив унікальне фото Урана. На знімку чітко видно кільця, що оточують планету, його супутники, а також особливості атмосфери Урану.
Найвідомішими кільцями в Сонячній системі володіє звичайно Сатурн, але й деякі інші планети мають кільцеву систему, хоча й не таку яскраву. Це стосується й сьомої планети від Сонця – Урану.
Завдяки своїм дуже чутливим приладам, космічний телескоп Вебб зміг детально показати, як виглядають кільця крижаного гіганта. Також на нових знімках можна побачити деякі супутники планети
На знімку можна побачити 11 із 13 відомих кілець планети. Деякі з цих кілець настільки яскраві, що, здається, зливаються воєдино. Телескопу вдалося відобразити два найбільш внутрішні тьмяні кільця крижаного гіганта, які раніше неможливо було зафіксувати.
У NASA пояснили унікальність Урана: він обертається на боці, під кутом приблизно 90º відносно площини своєї орбіти. Через це на планеті відбуваються екстремальні зміни пір року. Адже на полюсах планети "впродовж багатьох років постійно світить сонце, а потім стільки само років панує повна темрява".
Зараз на північному полюсі, який видно на знімку, пізня весна. Літо там настане лише 2028 року. Південний полюс розташований на "темному боці" планети, поза полем зору, і повернений до темряви космосу.
3. Найвіддаленіша галактика з усіх відомих
5 квітня James Webb підтвердив відкриття найвіддаленішої галактики з усіх відомих людству. Галактика під назвою JADES-GS-z13-0 існувала, коли Всесвіту було лише 320 мільйонів років, що робить її однією з найвіддаленіших галактик, відомих сьогодні.
Астрономи використовували інструмент "Вебба" NIRSpec для підтвердження спектроскопічних даних чотирьох дуже далеких кандидатів у галактики. Їх відкрили в рамках проєкту JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) на основі фотометричних даних телескопів "Hubble" і "James Webb".
Червоне зміщення JADES-GS-z13-0 становить 13,2, що дорівнює 320 мільйонам років після Великого вибуху. Інші три галактики існували менш ніж 450 мільйонів років після Вибуху.
Всі галактики виявилися молодими, бідними на метали (елементи, важчі за гелій), із зоряними масами порядку 107 – 108 мас Сонця і помірними темпами зореутворення – кілька мас Сонця на рік.
Виявлення найстаріших галактик у Всесвіті за допомогою James Webb довела його ефективність у вивченні далекого Космосу. Подібні відкриття дають науковцям нові перспективи для розуміння еволюції Всесвіту.
4. “Космічний полудень”: як утворювались зірки
Ще одним важливим відкриттям телескопа James Webb був знімок галактичної туманності NGC 346 в сузір’ї Тукан. Вона знаходиться за понад 200 тисяч світлових років від Землі.
NGC 346 давно зацікавила астрономів, оскільки вона нагадує умови раннього Всесвіту. Вивчаючи цей регіон, науковця сподіваються дізнатися більше про утворення перших зірок через два-три мільярди років після Великого вибуху.
Той період, відомий як "космічний полудень", був періодом, коли утворення зірок було на своєму піку. Отримана світлина дозволяє зрозуміти, як утворилися перші зірки понад 10 мільярдів років.
У NGC 346 знаходяться протозірки — хмари газу й пилу, що з часом стають зірками. Коли космічне тіло розвивається, утворюючий його матеріал збирається в диск, який живить центральну зірку.
"Це вперше, коли ми можемо виявити повну послідовність утворення як маломасивних, так і високомасивних зірок в іншій галактиці. Це дає нам нову інформацію про те, як народження зірок впливає на їхнє оточення, і ще глибше розуміння процесу зіркоутворення", — говорить Олівія Джонс, науковий співробітник Центру астрономічних технологій Великобританії при Раді з науки й технологій.
5. Випадкове відкриття — крок до розуміння Сонячної системи
В лютому міжнародна команда європейських астрономів під час калібрувальних випробувань середньоінфрачервоного інструменту (MIRI) виявила найменший астероїд, який фіксував James Webb. Його довжина, за оцінками, становить від 100 до 200 метрів.
Цікаво, що спостереження, які проводилися для перевірки роботи фільтрів MIRI, не були призначені для полювання на астероїди.
"Ми виявили астероїд в головному поясі, але неймовірна чутливість "Вебба" дозволила побачити цей приблизно 100-метровий об'єкт на відстані понад 100 мільйонів кілометрів, – сказав Томас Мюллер, астроном з Інституту позаземної фізики Макса Планка в Німеччині.
Науковці зазначають, що ця знахідка може мати важливе значення для нашого розуміння формування та еволюції Сонячної системи.
"Наші результати показують, що навіть "невдалі" спостереження Вебба можуть бути науково корисними, якщо ви маєте правильне мислення і трохи удачі", - кажуть астрофізики.
6. Новий погляд на величні Стовпи Творіння
У 2022 році James Webb зробив доволі детальну фотографію знаменитих Стовпів Творіння, які людство вперше побачило у 1995 році завдяки знімкам першого космічного телескопа Hubble.
"Стовпи" розташовані на відстані близько 7000 світлових років від Землі. Там відбувається активне формування зірок у щільних хмарах газу та космічного пилу. Стовпи Творіння складаються з холодного міжзоряного газу й пилу, які здаються напівпрозорими у ближньому інфрачервоному світлі.
Згодом NASA опублікувало друге зображення Стовпів Творіння, отримане за допомогою середньо-інфрачервоного інструменту James Webb (MIRI). За словами фахівців, це сильно “запилене” зображення робить його одночасно "похмурим і холодним".
Хоча світло середнього інфрачервоного діапазону детально виявляє ті місця, де знаходиться більше зоряного пилу, на цих довжинах хвиль більшість навколишніх зірок виявляються недостатньо яскравими, щоб виявитися на фото.
"Натомість ці нависаючі свинцевого відтінку стовпи газу і пилу поблискують по краях, ніби натякаючи на активність усередині", - пояснили в НАСА.
7. Новий погляд на “фантомну галактику”
У липні 2022 року James Webb зробив деталізований знімок так званої “фантомної галактики” (M74). Здатність "Вебба" вловлювати довші хвилі світла дозволяє вченим точно визначати області зіркоутворення в таких галактиках, як М74. На фото видно маси газу та пилу в рукавах галактики та щільне скупчення зірок у її ядрі.
NGC 628 знаходиться за 30 мільйонів світлових років від Землі. “Фантомною” галактику називають через незвичайне і дуже сильне свічення. Ще одна яскрава її риса – симетричність. Вчені також припускають, що у центральній частині галактики ховається чорна діра середнього розміру.
На зображенні видно пилові смуги в галактиці, більш відомої як NGC 628 або Месьє 74. Деякі астрономи називають цю галактику "ідеальною спіраллю" через її правильну форму.
8. Вражаюча краса “туманності Тарантул”
У вересні 2022 року NASA опублікувало знімки емісійної туманності NGC 2070 в сузір’ї Золотої Риби. Це утворення добре відоме також як “туманність Тарантул”. Астрономи, які вивчають процеси зіркоутворення добре його знають. Це одна з найбільших і найяскравіших зіркоутворюючих галузей у галактиках, найближчих до нашого Чумацького Шляху.
“Тарантул” знаходиться на відстані 161 000 світлових років від Землі у галактиці Велика Магеллонова Хмара. Свою назву вона отримала завдяки довгим пиловим ниткам, які на старих знімках нагадували павучі лапки.
"Джеймс Вебб" зобразив зіркові "ясла" з новим ступенем чіткості, показавши десятки тисяч не вивчених молодих зірок, які на ранніх зображеннях були оповиті космічним пилом. Тепер науковці можуть детальніше дослідити “Тарантул” і отримати нові дані щодо утворення нових космічних тіл.
9. Космічний гігант Юпітер, яким його досі не бачили
Влітку минулого року James Webb зробив фото найбільшої планети Сонячної системи. На знімку зафіксовано безпрецедентні види північного і південного сяйва Юпітера. А також полярний серпанок, що клубиться. Велика пляма Юпітера — буря, що здатна повністю проковтнути Землю. Вона яскраво виділяється на тлі незліченних дрібних бур.
На ширококутному знімку також видно слабкі кільця навколо планети, а також два крихітні місяці на тлі блискучих галактик.
"Ми ніколи не бачили Юпітер таким. Це просто приголомшливо. Чесно кажучи, ми не очікували, що знімки будуть настільки гарними", - захоплюється астроном Імке де Патер із Каліфорнійського університету в Берклі.
10. Галактики зіштовхуються: дослідження “Колеса воза”
Серед яскравих знімків James Webb - галактика ESO 350-40 “Колесо воза” у глибокому світлі. Це ще один крок уперед у нашому розумінні Всесвіту: приклад “Колеса” допомагає зрозуміти, що відбувається після зіткнення двох галактик.
Ця кільцева галактика, розташована на відстані понад 500 мільйонів світлових років від Землі. Вона зобов'язана своєю назвою яскравому внутрішньому кільцю та різнобарвному зовнішньому кільцю. Галактика колись була частиною великої спіралі, подібної Чумацькому Шляху до того, як інша галактика врізалася в неї та пройшла наскрізь.
Фіксуючи космічний пил, що утворився внаслідок зіткнення, телескоп показав, як змінилося "Колесо" після зіткнення з меншою галактикою мільярди років тому. Зовнішній вигляд галактики зумовлений високошвидкісним зіткненням, повідомляють у NASA. З центру зіткнення два кільця галактики розширювалися назовні, утворюючи рідкісну кільцеподібну форму.
Вченим ще ніколи не вдавалося настільки глибоко проникнути в хаос галактики "Колесо воза", щоб осмислити його. Але завдяки James Webb астрофізиків чекає багато нових відкриттів.
Нагадаємо, вперше за 50 років на Місяць відправиться пілотована місія від NASA. Серед астронавтів також вперше буде жінка.
