НАСА опубликовала первые фотографии, созданные с помощью нового космического телескопа Джеймс Уэбб. Снимки показывают разные туманности и галактики с невероятной детализацией, что говорит не только о мощности телескопа, но и о том, каких не виданных ранее результатов он сможет достичь, находясь в космосе, благодаря развитию современной науки.
Фотографии, созданные телескопом Джеймс Уэбб или JWST, были опубликованы во время брифинга в представителей НАСА и американского президента Джо Байдена в Белом доме. Первый показанный снимок под названием SMACS 0723 показывает тысячи далеких галактик, которые покажутся крошечной песчинкой, если расположить их на расстоянии вытянутой руки. Свет от некоторых объектов шел 13 миллиардов лет, прежде чем достичь JWST.
Эти снимки показывают, на что способен космический телескоп Джеймс Уэбб и современная наука в целом.
Рассматривать галактики в глубинах космоса – лишь одна из множества задач, которые возложены на этот телескоп. Его огромное 252-дюймовое зеркало с золотым напылением собирает свет из разных уголков Вселенной, включая как нашу звездную систему, так и удаленные на миллиарды световых лет галактики. Каждый опубликованный снимок показывает, насколько велики возможности этой космической обсерватории. И это лишь начало, небольшой тизер того, что будет дальше. Джеймс Уэбб должен проработать еще около 20 лет, радуя нас все более интересными астрономическими открытиями.
«Что произошло после Большого взрыва? Как появились галактики? Как росли первые черные дыры? Что еще происходило на этом пути?» — спросил Джон Мазер, лауреат Нобелевской премии по космологии из НАСА, представляя фотографии на прямой трансляции. – «Джеймс Уэбб – наша своеобразная машина времени, которая позволит увидеть эти события.»
После презентации изображений НАСА объявило о том, что калибровка, настройка и тестирование разных инструментов JWST официально окончены, а значит телескоп полностью готов начать полноценную работу. А работы у него действительно много. За первый год Джеймс Уэбб должен провести множество наблюдений космических просторов, за которыми будут следить ученые со всей планеты. Уже сейчас они вступили в конкурентную «борьбу» за право хотя бы немного поработать с этим телескопом.
Поэтому, насколько бы невероятными ни казались снимки JWST, они являются лишь началом его масштабной деятельности. Сейчас мы наблюдаем лишь верхушку айсберга, а целиком его сможем увидеть, когда телескоп начнет направлять свое зеркало на другие районы космоса.
А теперь давайте же взглянем на те самые первые цветные фото, сделанные космическим телескопом НАСА Джеймс Уэбб, чтобы понять, что на них изображено, и какое значение они имеют для будущего науки.
Квинтет Стефана
Как вы уже могли догадаться по названию, эта фотография показывает пять галактик, собранных в группу. Одна из них, расположенная в верхнем левом углу, находится ближе всего к Млечному Пути и Земле – около 40 миллионов световых лет. Остальные же удалены от нас на расстояние примерно 300 млн. Эти галактики активно взаимодействуют друг с другом и даже сталкиваются, искажая свои формы и тем самым порождая новые звезды в своих спиральных рукавах. Две галактики в центре, расположенные рядом, как раз находятся в процессе слияния.
«Это крайне значимая фотография и отличный объект для изучения, потому что он показывает способ взаимодействия между галактиками и то, как они растут», — говорит Джованна Джардино, научный сотрудник NIRSpec в Европейском космическом агентстве.
На самом деле изображение Квинтета Стефана – самая большая фотография, созданная телескопом. Она состоит из комбинации 150 миллионов пикселей и тысячи отдельных фото. Помимо него, НАСА показало и другой снимок этого кластера, созданный в среднем инфракрасном диапазоне (первый был собран из среднего и ближнего). На нем отчетливо видны пыль и газ от галактик, но самое интересное здесь не это, а объект, сияющий в центре самой верхней из них.
«Это активная сверхмассивная черная дыра», — поясняет Джардино. – «Мы, конечно, не может увидеть ее саму, но можем наблюдать за тем, как материя поглощается чем-то громадным.» Светится черная дыра из-за нагревания газа и пыли, которые кружатся вокруг нее. По этому свечению можно определить, что оно в 40 миллиардов раз ярче нашего Солнца, а сама черная дыра в 24 млн раз тяжелее его.
WASP-96 b
Помимо целых галактик, телескоп Джеймс Уэбб смог «увидеть» расщепление света, отфильтрованного через атмосферу планеты WASP-96 b. Когда в конце восьмидесятых создавались первые наработки JWST, никто и подумать не мог, что он будет способен на такое. Это действительно одна из самых невероятных вещей, подвластных данному телескопу.
В начале девяностых ученые смогли обнаружить первые экзопланеты, и с тех пор как минимум раз в десять лет в космосе обнаруживали новую интересную область, подходящую для наблюдения за ними. В частности, астрономы активно пытаются найти Землю 2.0 – твердую планету с условиями, похожими на наши, которые подходят для появления жизни на поверхности. Как понять, что условия подходящие? Нужно исследовать химический состав атмосферы планеты и выяснить, какие газы в нем присутствуют. Если он будет примерно похожим на наш, то, возможно, там может появиться жизнь, если уже не появилась.
«То, что показано на фото, – характерный признак наличия водяного пара.»
Теперь к охоте на пригодные для жизни экзопланеты присоединился один из самых мощных на данный момент инструментов – телескоп Джеймс Уэбб. До него исследовать атмосферы планет было очень сложным занятием во многом из-за того, что они перекрывались светом звезд, вокруг которых вращаются. Но мощность JWST позволяет ему собирать свет, отфильтрованный через атмосферные слои планеты. Именно это телескоп и сделал на снимке WASP-96 b – газового гиганта, масса которого достигает примерно половины массы Юпитера.
На конкретно этой экзопланете жизни, скорее всего, нет (по крайней мере той, которую мы пытаемся найти), но в ее атмосфере все же есть несколько занятных веществ. «То, что показано на этой фотографии, – это контрольная сигнатура, простыми словами – признак наличия водяного пара в атмосфере», — сказала Книколь Колон, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, выступая на презентации. Стоит понимать, что это не вода в жидком состоянии, а всего лишь пар. Но создана данная фотография и не для поиска жизни, а для того, чтобы показать, насколько детальную информацию об атмосфере далекой планеты может получить Джеймс Уэбб. В космосе наверняка полно других интересных планет, о которых JWST сможет поведать нам больше, чем любой другой исследовательский инструмент до него.
Туманность Южное Кольцо
Огромное светло-синее пятно на этой фотографии – это туманность Южное Кольцо, которая в поперечнике составляет около 0,5 светового года. Также ее иногда называют туманность «Восемь взрывов», потому что с некоторых углов она выглядит как перевернутая восьмерка. Газ от кольца постоянно расширяется и постепенно удаляется от двойной звезды в центре, которая сейчас медленно умирает.
Эти две фотографии показывают туманность в разном инфракрасном диапазоне: ближнем (слева) и среднем (справа). Сделаны они с помощью разных инструментов JWST: основной камеры NIRCam и дополнительного прибора MIRI. Все вещества показываются на снимке разными цветами. В туманности можно заметить водород и нагретый ионизированный газ.
С помощью JWST можно четко рассмотреть двойную звезду в центре Южного Кольца. «В центре туманности мы можем отчетливо наблюдать двойную звезду. Мы знали, что она двойная и раньше, но не видели этого своими глазами», – поясняет Карл Гордон, ученый-инструментолог в проекте JWST. И теперь с помощью MIRI мы действительно можем увидеть, что звезда в центре туманности является двойной.
В качестве бонуса на этих фотографиях можно увидеть еще одну галактику, обращенную к нам ребром. Да, вы все правильно поняли – это та тоненькая полоска слева, которую вы могли принять за какой-нибудь дефект на фото.
SMACS 0723
Фотография SMACS 0723 была первой из опубликованных НАСА. На ней изображены массивные скопления галактик. Они настолько большие, что искривляют пространство вокруг себя, создавая эффект гравитационного линзирования, с помощью которого мы можем рассмотреть еще более далекие галактики, находящиеся за этими скоплениями. Поэтому эффект, который вы видите сейчас на фото, создан не искусственно, а благодаря гравитации массивных скоплений.
Как говорит администратор НАСА Билл Нельсон, свет от самых близких к нам на фото галактик шел до телескопа 4,6 миллиарда лет, а от самых далеких – 13 миллиардов. SMACS 0723 уже снимали другие космические телескопы, но такой невероятной детализации смог добиться только Джеймс Уэбб. Цвета на фото были добавлены вручную, так как изначальное изображение снималось в инфракрасном свете. Возможность улавливать свет в инфракрасной части спектра – одно из главных отличий JWST от его предшественника – Хаббла. Именно для этого зеркала телескопа покрыты золотом – чтобы улавливать инфракрасное излучение. Фиксировать это излучение необходимо, потому что иначе аппараты не смогут уловить свет от самых древних и далеких звезд и галактик. Из-за постоянно расширяющейся Вселенной свет, исходящий от них, растягивается на своем пути. И к тому времени, когда свет достигает до Земли, он уже переходит в инфракрасную часть спектра, невидимую человеческому глазу, но все еще излучающую тепло, которое и улавливают приборы.
Как и остальные фотографии здесь, снимок SMACS 0723 состоит из нескольких изображений разной длины волны света, которые Джеймс Уэбб собирал 12 с половиной часов. Для сравнения: чтобы получить фотографии столь же удаленных участков космоса, Хаббл тратил несколько недель.
Туманность Киля
Снимки туманности Киля, вероятно, одни из самых важных, которые когда-либо делал телескоп Хаббл за все время свое существования. Этот участок космоса представляет собой подсвеченное облако газа и пыли, находящееся примерно в 7600 световых годах от нашей планеты. Его можно назвать настоящим звездным инкубатором, так как здесь находится множество вновь формирующихся небесных светил и тех, кто постепенно умирает.
Фотографии туманности Киля от Хаббла всегда были впечатляющими, но то, что удалось снять Уэббу – нечто совершенно новое, детальное и невообразимо красивое. Снимок JWST демонстрирует космические скалы туманности в ярких цветах и высоком качестве, показывая намного больше деталей об этом участке космоса, чем мог предоставить Хаббл. Эмбер Строун, заместитель научного сотрудника проекта JWST в НАСА, прокомментировала это так: «Сейчас мы можем увидеть абсолютно новые звезды, наблюдать которые раньше не представлялось возможным. Честно говоря, даже мне понадобилось определенное время, чтобы выяснить все, что изображено на фото. Здесь так много всего происходит, и оно так прекрасно.»
На этом фото можно рассмотреть сотни новых звезд, которые раньше были скрыты от глаз ученых, а также струи и пузыри газа и пыли, оторванные от общей массы новорожденными светилами. В конечном итоге эту фотографию можно рассматривать как демонстрацию непревзойденной мощи JWST, а также очередным напоминанием о том, почему мы вообще заглядываем в разные уголки Вселенной.
«Эта фотография просто напоминает мне, что наша Земля и Солнце созданы из того же материала, что есть здесь», – подытоживает Строун. – «Она подтверждает и нашу личную связь со Вселенной, потому что мы, люди, тоже сделаны из того же материала, что вы можете видеть на этом прекрасном пейзаже.»
