Как не взгляни, а JWST — это беспрецедентный телескоп, меняющий наше понимание Вселенной: от возможности увидеть дальше в пространстве-времени, чем когда-либо прежде, до открытия захватывающих дух видов нашей Солнечной системы.
25 декабря не только открывает предпразничную неделю, но ознаменует собой двухлетнюю годовщину запуска космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба, самой мощной обсерватории, когда-либо выходившая в космос. В ознаменование этого события приводим краткий обзор 9 крупнейших открытий, уже сделанных этим революционным инструментом.
1 - главная проблема астрономии реальна
В течение последнего десятилетия космологи столкнулись с неприятной загадкой. Разногласия возникают из-за различных измерений современной скорости расширения Вселенной, важного числа, которое связано с сколько лет Вселенной и из чего она сделана из. Различные виды космологических исследований дают несколько разные ответы. Это невероятно маленькая разница, но она статистически значима, отсюда и беспокойство.
Астрономы и астрофизики предложили множество решений: от указания на неполные данные до полного пересмотра наших законов физики. Однако, данные полученные с помощью JWST, смогли «помочь» ситуации, подтвердив, что проблема действительно существует. Простого решения не будет.
2 - Во Вселенной есть вода
Несмотря на свое ничем не примечательное название, звездная система под названием PDS 70 является домом для совершенно особенного ингредиента: воды. Вода необходима для всей жизни на Земле, поскольку она обеспечивает раствор, в котором происходят все наши химические реакции. Нет воды – нет жизни, насколько мы сейчас понимаем.
Астрономам удалось обнаружить следы водяного пара в системе PDS 70, которая находится примерно в 370 световых годах от Земли. Особенностью этого открытия является то, что PDS 70 все еще находится в процессе формирования планет. Сейчас это всего лишь диск газа и пыли, а астрономы обнаружили воду во внутренних областях диска, а это именно то место, где сформировалась Земля.
3 - Углерод в ранней Вселенной
Еще одним ключевым компонентом жизни, какой мы ее знаем, является углерод. В электронной оболочке элемента имеется много пустых мест, что делает его очень дружелюбным, способным образовывать прочные связи со многими другими элементами. Углерод образует основу жизни, и астрономы с помощью James Webb ST смогли обнаружить присутствие углерода в удивительном месте: чрезвычайно ранней Вселенной.
Углерод был обнаружен в галактике, существовавшей всего через один миллиард лет после Большого взрыва, который произошел более 12 миллиардов лет назад. Это открытие показывает, что наша Вселенная уже с самых первых дней своего существования имела необходимые ингредиенты для жизни.
4 - Чудовищная Черная дыра
Черные дыры прекрасны, особенно когда они гигантские. Итак, я рад представить CEERS 1019, черную дыру с колоссальной массой более 9 миллионов солнц, обнаруженную благодаря способности JWST всматриваться в чрезвычайно раннюю Вселенную.
Эта гигантская черная дыра появилась на космической сцене всего через 570 миллионов лет после Большого взрыва, который представляет собой собственную космическую загадку. Как такие гигантские черные дыры появляются так быстро, если черные дыры начинают свое существование всего с несколькими массами Солнца после смерти звезды? Это неразгаданная загадка современной астрономии, и решение этой проблемы — одна из основных целей миссии JWST.
5 - Космическая паутина
Это не просто случайный набор из 10 галактик (на фото выше). Это детская нить. Космическая паутина — крупнейшая структура, обнаруженная в природе, заполняющая весь объём наблюдаемой Вселенной. Космическая паутина состоит из галактик, сплетенных в гигантскую паутину (отсюда и название). Нити появляются в результате гравитационного притяжения.
Давным-давно Вселенная была почти полностью однородной, без каких-либо существенных различий. Но медленно, в течение сотен миллионов лет, эти различия росли, сначала в виде простых завитков газа, а затем превратились в массивные нити, состоящие из тысяч галактик. Астрономы с помощью JWST обнаружили начала одной из этих космических нитей, что дало им эксклюзивную возможность заглянуть в зарождающийся фундамент этого огромного космического строительного проекта.
6 - Невероятная атмосфера Юпитера
Jamess Webb — больше, чем просто исследователь далекой вселенной; он также может найти сюрпризы ближе к дому. В данном случае астрономы повернули гигантское зеркало телескопа в сторону Юпитера, самой большой планеты Солнечной системы.
Полосы цветных облаков циркулируют в самых верхних слоях атмосферы этой планеты, и астрономы смогли использовать беспрецедентное зрение Webb, чтобы увидеть то, что им никогда раньше не удавалось решить. То, что раньше казалось размытыми полосами облаков превратилось в резкие черты — след реактивного потока, высокоскоростной реки воздуха, пробирающейся сквозь небо. Атмосфера Юпитера. Этот конкретный реактивный поток имел поразительную скорость 515 км/ч, что в два раза быстрее, чем ураган категории 5 на Земле. Эти реактивные потоки переносят тепло и богатые химические соединения по всей планете... и теперь мы можем наблюдать, как они выполняют свою работу в реальном времени.
7 - Три огромных линзы для одной сверхнвой
Гравитация может изменить путь света. В Солнечной системе это лишь небольшой эффект, который лучше всего виден, когда звездный свет проходит мимо поверхности Солнца. Но в космосе есть гораздо более массивные объекты, такие как скопления галактик, каждое из которых является домом для тысяч отдельных галактик и весит сотни триллионов солнечных масс. Одно конкретное скопление, имеющее довольно неуклюжее название PLCK G165.7+67.0, уже привлекло внимание астрономов, поскольку его уникальное двойное ядро придает ему странную и сложную форму.
За скоплением находится еще более далекая галактика, внешний вид которой искажается гравитацией скопления. С помощью телескопа JWST астрономы смогли наблюдать, как вспыхнула сверхновая в этой галактике, причем это событие повторялось снова и снова. Свет сверхновой прошел через разные области скопления, что привело к тройной задержке. Астрономы могут использовать эти уникальные ситуации, чтобы составить карту распределения массы внутри скопления.
8 - Сокровище внутри солнечной системы
Сатурн — настоящее произведение планетного искусства с огромным, ослепительным множеством колец. Но крошечная луна вокруг этой планеты еще более интригует. Названный Энцелад, на него издалека смотреть особо не на что — его диаметр всего 500 км, и он покрыт толстым слоем льда. Но подо льдом находится океан с жидкой водой, согретый гравитационным притяжением Сатурна.
Астрономы смогли использовать JWST, чтобы обнаружить шлейф воды, вырывающийся из отверстия во льду, событие, известное как криовулкан, вулкан изо льда. Астрономы особенно заинтересованы в таких шлейфах, поскольку они позволяют нам увидеть, есть ли в этой воде что-нибудь, например органические соединения.
9 - Лучший космический фотограф
Хотя основная цель JWST — создать потрясающую науку, а не просто красивые картинки, иногда красивые картинки означают потрясающую науку. Показательный пример: потрясающий портрет NGC 5068, спиральной галактики, расположенной на расстоянии около 17 миллионов световых лет от нас.
Это не обычная галактика, она испускает новые звезды с рекордной скоростью. Команда астрономов смогла использовать несколько инструментов на борту телескопа, чтобы запечатлеть галактику во всей ее красе. Подробные изображения помогают астрономам понять формирование и эволюцию звезд, включая солнечные системы, подобные нашей. Из него также получаются фантастические обои для мобильного телефона. И, как и все изображения НАСА, они общедоступны, так что помогите себе.