Poznaj obrazy Teleskopu Kosmicznego Webba dzięki naszej wycieczce z adnotacjami

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA, największy i najpotężniejszy teleskop kosmiczny, jaki kiedykolwiek zbudowano, znajduje się obecnie prawie milion mil od Ziemi, obracając się z jednego punktu nieba do drugiego, jednocześnie badając bogate w cele środowisko, które jest nasz wszechświat. To była pierwsza porcja zdjęć Ogłoszony w tym tygodniu.

ona jest niesamowita. Zawiera również informacje o wszechświecie, interakcji między galaktykami oraz narodzinach i śmierci gwiazd.

Jednak te obrazy mogą być niejednoznaczne dla przypadkowego obserwatora, który nie ma dyplomu z astrofizyki. Na co dokładnie patrzymy?

Przyjrzyjmy się bliżej.

głębokie pole

Istnieje wiele galaktyk. Było to pierwsze zdjęcie, które zostało upublicznione, demonstrując zdolność teleskopu do uchwycenia niezwykle słabego światła podczerwonego emitowanego w ciągu pierwszego miliarda lat Wszechświata. Obraz koncentruje się na gromadzie galaktyk odległej o ponad 4 miliardy lat świetlnych, co oznacza, że ​​jej światło zostało wyemitowane z grubsza podczas formowania się Słońca i Ziemi. Galaktyki pojawiają się w gromadzie jako kremowobiałe kropki.

Razem te galaktyki tworzą w przestrzeni silne zgięcie grawitacyjne, które działa jak soczewka, powiększając i zniekształcając odległe obiekty. Powoduje to powstanie galaktyk lustrzanych, takich jak ta w prawym górnym rogu zdjęcia, którą astronom z NASA Jane Rigby nazywa Laffy Taffy.

W innej części obrazu soczewka zamieniła jedną galaktykę w dwie lustrzane galaktyki.

Światło ma wiele długości fal wzdłuż tak zwanego widma elektromagnetycznego. Ludzie widzą w wąskim paśmie znanym jako „optyczna” część widma. Teleskop Webba zbiera światło emitowane z promieniowania podczerwonego – fal długich w dużej mierze niedostępnych dla teleskopu Hubble’a i całkowicie niewidocznych dla nas.

meczety

sieć

przestrzeń

teleskop

Źródła: NASA; Europejska Agencja Kosmiczna;

Instytut Naukowy Teleskopu Kosmicznego

William Neve / The Washington Post

James Webb

teleskop kosmiczny

Źródła: NASA; Europejska Agencja Kosmiczna;

Instytut Naukowy Teleskopu Kosmicznego

William Neve / The Washington Post

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba

Źródła: NASA; Europejska Agencja Kosmiczna; Instytut Naukowy Teleskopu Kosmicznego

William Neve / The Washington Post

Zespół Webba przeskanował na tym zdjęciu dziesiątki bardziej czerwonych – i najdalszych – galaktyk i ustalił, że jedna z nich – mała kropkowana kropka – wysłała swoje światło około 13,1 miliarda lat temu, zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. (Odległości do takich obiektów są wywnioskowane na podstawie ich „przesunięcia ku czerwieni” – jak daleko światło zostało przerwane przez ekspansję samej przestrzeni).

Teleskop uzyskał widmo galaktyki wykazujące ślady tlenu, wodoru i neonu. Ten rodzaj obserwacji, powiedział Rigby, wyjaśniałby, co działo się w ciągu pierwszego miliarda lat wszechświata: „W ogóle nie wiemy, jak duże są te galaktyki i ile tam jest”.

Mgławica Pierścień Południowy

Gwiazdy takie jak nasze Słońce są niezwykle stabilnymi reaktorami syntezy jądrowej przez miliardy lat. Ale nawet oni się starzeją. Ten obraz pokazuje, co się dzieje, gdy gwiazda umiera. Zrzuca materię pośród swojej pulsującej śmierci.

Te obłoki gazu i pyłu, w tym złożone cząstki, są surowcem dla gwiazd i planet, które jeszcze się nie uformowały.

NASA opublikowała dwa zdjęcia, jeden w bliskiej podczerwieni (stosunkowo blisko „widzialnej” części widma) i jeden w średniej podczerwieni (dalej od widma).

W bliskiej podczerwieni materiał tworzy pierścień spienionego gazu i pyłu, z jonizowanym gorącym gazem dominującym w obszarze centralnym. Promienie światła przebijają się przez otwory w zewnętrznym pierścieniu.

W centrum widoczna jest tylko jedna gwiazda. Ale to jest układ podwójny – dwie gwiazdy połączone grawitacyjnie.

W średniej podczerwieni widzimy jedno i drugie. Umieram słabiej. Teleskop ujawnia, że ​​jest pokryty kurzem.

Nasze Słońce będzie wyglądało podobnie do tej gwiazdy za 5 miliardów lat, wyjaśnił Klaus Pontopedan, naukowiec projektu Webb w Space Telescope Science Institute.

„To cykl życia gwiazd” – powiedział Pontopedan. „To koniec tej gwiazdy, ale to początek innych gwiazd i innych układów planetarnych”.

Zdjęcie zawiera interesujące cięcie na jednym ramieniu, które astronomowie rozpoznali jako odległą galaktykę. Chociaż jest to ogromna trójwymiarowa struktura z miliardami gwiazd, patrzymy na jej krawędź, jakbyśmy obserwowali oddalające się od nas frisbee.

Kwintet Stephana

Obraz ma w sobie dużo wszechświata.

Są gwiazdy z naszej galaktyki – co oznacza, że ​​są na pierwszym planie, z kosmologicznego punktu widzenia.

Gwiazdy pierwszego planu są identyfikowane na wszystkich zdjęciach Webba za pomocą „kolców dyfrakcyjnych”, które są przeróbką konstrukcji teleskopu. Kolce dyfrakcyjne na tych obrazach działają jak znak wodny dla Teleskopu Webba.

W środkowym oddali znajduje się coś, co wydaje się być kwintetem galaktyk.

Ta po lewej nie jest częścią gromady, ale raczej na pierwszym planie, około 40 milionów lat świetlnych stąd.

Teleskop potrafi rozróżniać pojedyncze gwiazdy w galaktyce na pierwszym planie.

Wiele z nich starzeje się jako „czerwone olbrzymy” pod koniec życia, z dobrze udokumentowanymi właściwościami, które pomagają astronomom docenić ich prawdziwą jasność i odległość od nich. Takie obserwacje mogą ulepszyć model używany przez naukowców do szacowania odległości do obiektów na ogromnych przestrzeniach.

Pozostałe cztery galaktyki są oddalone o około 290 milionów lat świetlnych. Oba są połączone. Oddziaływania grawitacyjne galaktyk wysłały strumienie gazu i pyłu do formowania się gwiazd w przestrzeń międzygalaktyczną.

Co ciekawe, ten obraz, podobnie jak „głębokie pole”, zawiera niezliczone galaktyki rozrzucone w tle. Przyjrzyj się uważnie, a zobaczysz piękne, bardzo odległe galaktyki spiralne, podobne do naszej Drogi Mlecznej.

Duża galaktyka na szczycie ma supermasywną i niezwykle aktywną czarną dziurę w swoim jądrze, żywiącą się otoczeniem. Sama czarna dziura nie emituje światła, ale jej pole grawitacyjne aktywuje pobliski gaz, powodując, że atomy zderzają się ze sobą i wytwarzają ogromne ciepło.

Rigby powiedział, że dysk akrecyjny tej czarnej dziury świeci energią 40 miliardów słońc: „Czarne dziury nie emitują żadnego światła, ale ich dyski akrecyjne z pewnością tak!”

Mgławica Carina

Wydaje się, że to dobre miejsce na odpoczynek! W komplecie ze wspaniałym gwiaździstym niebem. Ta mgławica jest gwiezdnym żłobkiem w naszej galaktyce.

„To, co wygląda jak gwiaździste nocne niebo, jest częścią ogromnej bańki, która została wyrzeźbiona z chmury przez promieniowanie ultrafioletowe i wiatry gwiazdowe z młodych, bardzo masywnych i gorących gwiazd, które już się uformowały” – powiedział astronom Amaya Morrow Martin z kosmosu. Instytut Nauki Teleskopowej.

Strumienie zjonizowanego materiału płyną w kierunku górnej części ramy.

Webb widzi fale uderzeniowe od nowo płonących gwiazd tworzących się w obłoku. Ich środowisko jest wrogie, ponieważ ten sam proces, który powoduje erozję chmury, może powstrzymać formowanie się gwiazd.

Teleskop Hubble’a zbadał wcześniej tę część rozległej Mgławicy Carina, a zespół Webba wiedział, że precyzyjnie określona granica między obłokiem pyłu a „otwartym niebem” stworzy fascynujący obraz.

To coś więcej niż tylko piękna sztuka kosmiczna, powiedział Joseph DiPasquale, członek zespołu, który przetwarzał obrazy w Space Telescope Science Institute w Baltimore.

„Wiedzieliśmy, na podstawie zdjęcia z Hubble’a, że ​​krajobraz będzie wyglądał jak pasmo górskie i niebo za nim. Wiedzieliśmy, że będzie tam imponujące pod względem estetycznym” – powiedział DePasquale. „Ale działo się również wiele pod względem fizyki. Webb mógł zagłębić się w chmury i rozwikłać tajemnice tego, co się dzieje”.