После шести месяцев развёртывания, тестирования всех четырёх научных инструментов и семнадцати режимов работы космический телескоп «Джеймс Уэбб» (подробно о нём и его задачах можно прочитать в статье «”Уэбб”. Наследник великих космических обсерваторий», «Наука и жизнь» № 2, 2022 год) 12 июля 2022 года представил свои первые изображения и другие данные. Первые объекты для наблюдения «Уэббом» были отобраны междисциплинарной группой из более чем 25 представителей NASA, ESA, CSA и Научного института космического телескопа (STScI). Эти изображения раскрывают возможности всех научных инструментов космической обсерватории и демонстрируют, что, несмотря на повреждение, полученное в мае, телескоп работает правильно и способен выполнять свою миссию. Расскажем подробнее о каждом изображении.
1. Первое глубокое и чёткое инфракрасное изображение далёкой Вселенной «Уэбб» сделал в созвездии Летучей Рыбы в области, получившей название Первое глубокое поле «Уэбба» (Webb’s First Deep Field). Оно составлено из нескольких экспозиций продолжительностью около двух часов каждая. Суммарно на него потребовалось 12,5 часа. Изображение, полученное камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), имеет размер примерно с песчинку, которую держат на расстоянии вытянутой руки, однако изобилует тысячами галактик, в том числе самыми маленькими и тусклыми объектами, которые когда-либо наблюдались.
Главным объектом снимка стало скопление галактик SMACS 0723 (ярко-белая эллиптическая галактика в центре и маленькие белые галактики по всему полю), в том виде, в каком оно появилось 4,6 миллиарда лет назад. Огромная масса скопления действует как гравитационная линза, увеличивая и искажая более далёкие галактики, в том числе те, которые возникли, когда Вселенной было меньше миллиарда лет. Это самые чёткие и подробные изображения звёздных скоплений в ранней Вселенной. Гравитационное линзирование проявляется, в частности, в создании зеркальных изображений отдельных галактик, яркими примерами которых служат оранжевые дуги слева и справа от центральной галактики скопления. Каждая зеркальная галактика отобразилась дважды на одной дуге. На изображении видны их яркие ядра, заполненные звёздами, и звёздные скопления по краям...
2. На другом изображении можно увидеть Квинтет Стефана — группу из пяти галактик в созвездии Пегаса. Четыре из них находятся рядом, на расстоянии около 290 миллионов св. лет от Земли, и взаимодействуют. Пятая, самая левая, расположена значительно ближе к нам — до неё около 40 миллионов св. лет. Близость этой группы, по астрономическим меркам, даёт астрономам редкую возможность детально изучать слияние галактик и их воздействие друг на друга, приводящее к возмущению в них газа и увеличению звездообразования. Благодаря инфракрасному диапазону, позволяющему смотреть сквозь пыль, и чрезвычайно высокому пространственному разрешению «Уэбб» показывает невиданные ранее детали в данной группе галактик. Это пока самое большое изображение, полученное «Уэббом», размером в одну пятую диаметра Луны. Оно содержит более 150 миллионов пикселей. «Уэбб» также тщательно изучил активное ядро с чёрной дырой в NGC 7319, самой верх- ней галактике в группе. Вещество вокруг этой сверхмассивной чёрной дыры, масса которой в 24 миллиона раз превышает солнечную, излучает эквивалентно 40 миллиардам Солнц. На иллюстрации 2а приведены изображения ядра, полученные на разных длинах волн, соответствующих водороду (Hydrogen) и железу (Iron).
3. Изображение «космических скал» в туманности Киля (NGC 3324) примерно в 7600 св. годах от нас демонстрирует способность «Уэбба» смотреть сквозь пыль и проливать новый свет на рождение звёзд. На снимке видны звёзды и области звездообразования, полностью скрытые при наблюдении в видимом свете. «Пещеры» вырезаны из туманности интенсивным ультрафиолетовым излучением и звёздным ветром чрезвычайно массивных, горячих, молодых звёзд.
4. Планетарная туманность NGC 3132, неофициально известная как Южное Кольцо, расположена примерно в двух тысячах св. лет от нас в созвездии Паруса. Она представляет собой расширяющееся облако газа сложной формы, окружающее умирающую звезду. «Уэбб» получил изображения планетарной туманности с помощью камер ближнего (NIRCam, слева) и среднего (MIRI, справа) инфракрасного диапазона. Наблюдая за туманностью с помощью прибора MIRI, «Уэбб» обнаружил вторую звезду в центре туманности. Она вращается вокруг своего компаньона, периодически выбрасывая газ и пыль. Вместе этот дуэт и создал фантастический пейзаж, похожий на две ракушки. Именно совместное движение звёзд определяет форму туманности.
5. «Уэбб» также продемонстрировал свою беспрецедентную способность исследовать планеты у других звёзд. Большое зеркало и точные приборы позволили получить самый подробный на сегодняшний день спектр пропускания атмосферы экзопланеты WASP-96b, находящейся от нас на расстоянии более тысячи световых лет. Такой спектр создаётся путём сравнения света звезды с тем, каким он будет при прохождении через атмосферу планеты во время её транзита по диску звезды. «Уэбб» за одно наблюдение выявил явные признаки воды, а также свидетельства наличия дымки и облаков, которые не были обнаружены предыдущими исследованиями этой планеты. Полученный спектр охватывает удивительно широкий диапазон длин волн, включая видимый красный свет и диапазон, ранее недоступный для других телескопов (длины волн более 1,6 мкм). Эта часть спектра особенно чувствительна к воде, а также к другим важным молекулам, таким, как кислород, метан и углекислый газ. На графике показаны значения, соответствующие воде. Теперь в планах миссии изучение сотен других систем, чтобы выяснить состав атмосфер их планет.
0
180.00
