Группа астрономов исследовала историю звездообразования в галактике Вольф–Ландмарк–Мелотт

Используя огромные массивы данных, собранных с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб" НАСА, исследовательская группа, возглавляемая астрономом из Университета Рутгерса в Нью–Брансуике, ищет ключи к пониманию условий, существовавших в ранней Вселенной. Команда каталогизировала возраст звезд в галактике Вольф–Ландмарк–Мелотт (WLM). WLM, соседка Млечного Пути, является активным центром звездообразования, который включает в себя древние звезды, образовавшиеся 13 миллиардов лет назад. "Заглянув так глубоко и увидев так ясно, мы смогли — эффективно — вернуться назад во времени", - сказала Кристен Маккуинн, руководиль исследования, опубликованного в Astrophysical Journal. - "По сути, вы отправляетесь на своего рода археологические раскопки, чтобы найти звезды с очень низкой массой, которые образовались на ранних этапах истории Вселенной". Маккуинн отдает должное высокопроизводительному вычислительному кластеру Amarel, управляемому Rutgers Office of Advanced Research Computing, за то, что он позволил команде рассчитать историю звездного развития галактики. По словам Маккуинн, одним из аспектов исследования было проведение одного масштабного вычисления и повторение его 600 раз. Особый интерес для Маккуинн представляют галактики с малой массой, которые доминировали в ранней Вселенной. Они позволяют исследователям изучать образование звезд, эволюцию химических элементов и влияние звездообразования на газ и структуру галактики.

WLM — это неправильная галактика. Она не обладает четкой формой. Галактика была открыта немецким астрономом Максом Вольфом в 1909 году и более подробно охарактеризована в 1926 году шведским астрономом Кнутом Ландмарком и британским астрономом Филибером Жаком Мелоттом. WLM расположена на окраине Местной группы, в которую входит Млечный Путь.

Маккуинн отметила, что нахождение на краю Местной группы защитило WLM от разрушительных последствий смешения с другими галактиками, оставив ее звездное население в первозданном состоянии. WLM также интересна астрономам, потому что это динамичная, сложная система с большим количеством газа, позволяющего ей активно формировать звезды.

Чтобы исследовать историю звездообразования галактики, Маккуинн и ее команда использовали телескоп для тщательного определения участков неба, содержащих сотни тысяч отдельных звезд. Чтобы определить возраст звезды, ученые измерили ее цвет — показатель температуры — и ее яркость.

Каталогизация звезд таким образом показала исследователям, что способность WLM производить звезды со временем ослабевала. Наблюдения команды, которые подтверждают более ранние оценки ученых, показывают, что галактика производила звезды на ранних этапах истории Вселенной в течение периода в 3 миллиарда лет. На некоторое время она остановилась, а затем вспыхнула вновь.

Маккуинн сказала, что, по ее мнению, пауза была вызвана условиями, характерными для ранней Вселенной.

"Вселенная тогда была действительно горячей", - сказала она. - "Мы думаем, что температура Вселенной в конечном итоге привела к нагреву газа в этой галактике и на некоторое время остановила звездообразование. Период остывания продолжался несколько миллиардов лет, а затем звездообразование возобновилось".

Исследование является частью программы раннего выпуска НАСА, в рамках которой ученые работают с Научным институтом космического телескопа и проводят исследования, призванные подчеркнуть возможности "Уэбба" и помочь астрономам подготовиться к будущим наблюдениям.

«Джеймс Уэбб» рассмотрел Крабовидную туманность

Космический телескоп НАСА "Джеймс Уэбб" наблюдал Крабовидную туманность. Это остаток сверхновой, расположенный на расстоянии 6500 световых лет от нас в созвездии Тельца. Используя приборы NIRCam и MIRI "Уэбба", команда под руководством Теа Темим из Принстонского университета ищет ответы на вопросы о происхождении Крабовидной туманности. На первый взгляд, общая форма остатка сверхновой похожа на изображение, опубликованное в 2005 году космическим телескопом НАСА "Хаббл": при инфракрасном наблюдении "Уэбба" четкая, похожая на клетку структура из пушистых газовых нитей показана красно-оранжевым цветом. Однако в центральных регионах "Уэбб" впервые нанес на карту выброс пылевых частиц. "Уэбб" также выделяет синхротронное излучение: излучение, производимое заряженными частицами, такими как электроны, движущимися вокруг силовых линий магнитного поля с релятивистскими скоростями. Излучение проявляется здесь в виде молочно-дымчатого вещества, распространяющегося по большей части внутренней части Крабовидной туманности. Эта особенность является результатом присутствия пульсара в туманности. Сильное магнитное поле пульсара разгоняет частицы до чрезвычайно высоких скоростей и заставляет их испускать излучение, когда они вращаются вокруг силовых линий магнитного поля.

Чтобы определить местонахождение пульсара Крабовидной туманности, проследите за струйками, образующими круговую рябь посередине, до яркой белой точки в центре. Удаляясь от ядра, следуйте за тонкими белыми лентами излучения. Извилистые пучки, тесно сгруппированные вместе, очерчивают структуру магнитного поля пульсара, которое формирует туманность.

В центре слева и справа белое вещество резко изгибается внутрь от краев нитевидного пылевого каркаса и направляется к расположению нейтронной звезды. Это резкое сужение может быть вызвано ограничением расширения ветра сверхновой поясом плотного газа.

Поиск ответов о прошлом Крабовидной туманности продолжается по мере того, как астрономы продолжают анализировать данные "Уэбба" и сверяются с предыдущими наблюдениями остатка, сделанными другими телескопами. Ученые получат новые данные "Хаббла" для изучения в течение следующего года. Это позволит астрономам более точно сравнить результаты "Уэбба" и "Хаббла".

Новая 3D-визуализация выделяет 5000 галактик, обнаруженных «Джеймсом Уэббом» в обзоре CEERS

Отдел по связям с общественностью Научного института космического телескопа опубликовал новую научную визуализацию данных исследования CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science). Она представляет исследование "Джеймсом Уэббом" области, известной как расширенная полоса Грота, где было обнаружено множество галактик, которые никогда ранее не были замечены. Видео демонстрирует масштабную работу космического телескопа "Джеймс Уэбб" НАСА. Область, выделенная на этой визуализации, является небольшой частью расширенной полосы Грота, области между созвездиями Большая Медведица и Волопас, первоначально наблюдавшейся космическим телескопом "Хаббл" в период с 2004 по 2005 год. Эта обширная область содержит около 100 000 галактик, визуализация фокусируется примерно на 5000. Самая дальняя галактика на изображении известна как галактика Мэйзи. Она образовалась примерно через 390 миллионов лет после Большого взрыва, или около 13,4 миллиарда лет назад. Это не только одна из первых ярких, чрезвычайно удаленных галактик, обнаруженных "Уэббом", но и пример ранней галактики, которую мог видеть только "Уэбб". Это связано с тем, что приборы "Уэбба" могут улавливать свет от этих ранних галактик, который был смещен в инфракрасную область из-за расширения Вселенной.

Эта визуализация не только показывает, как далеко "Уэбб" может наблюдать, но и в какой степени он опирается на достижения "Хаббла". Во многих случаях наблюдения "Хаббла", наряду с данными Уэбба из обзора CEERS, позволили исследователям определить, какие галактики были действительно далекими, а какие были поблизости, но настолько запыленными, что их видимый свет был затемнен.

Астрономы предложили использовать космические телескопы для 3D-съемки Солнечной системы

Ученые заявили о том, что космические телескопы "Хаббл" и "Джеймс Уэбб", которые будут работать на орбите одновременно, можно использовать для наблюдения за объектами Солнечной системы и получения первых трехмерных кадров. Статья с предложением исследователей была опубликована на сайте arXiv.org. Телескоп "Хаббл" работает на орбите уже 26 лет, а в 2018 году к нему присоединится "Джеймс Уэбб", который будет располагаться в точке Лагранжа L2, в 1,5 млн км от него. По мнению ученых, это и позволит им действовать как два глаза на нашей голове, видя объекты в пределах Солнечной системы под слегка разными углами и придавая объем всей картине.

Расчеты, проведенные учеными, свидетельствуют о том, что слаженная работа двух телескопов позволит рассмотреть в 3D и пролетающие в пределах внутренней Солнечной системы кометы, и горы Марса, и спутники Юпитера, и кольца Сатурна. Но наиболее перспективными целями ученые считают динамичные, быстро меняющиеся события, наблюдение которых в 3D обещает раскрыть новые важные детали – например, ураганы на Юпитере или изменения хвостов комет.

Телескоп "Джеймс Уэбб" будет заниматься изучением галактик ранней Вселенной, исследованием образования новых звезд и наблюдением за планетами Солнечной системы. Изначально новый аппарат планировалось запустить в 2014 году, но значительное превышение затрат на него и отставание от графика вынудили NASA перенести предполагаемую дату старта миссии сначала на сентябрь 2015 года, а затем – на октябрь 2018 года. 

Телескоп "Хаббл" был выведен на орбиту 24 апреля 1990 года экипажем корабля многоразового использования "Дискавери" и с тех пор передал на Землю миллионы уникальных снимков, значительно расширивших представление ученых о строении и происхождении Вселенной. За четверть века аппарат провел 1,2 миллиона целевых наблюдений за 38 тысячами космических объектов, на основании которых было подготовлено около 13 тысяч научных работ. По словам экспертов, "это делает его одним из самых эффективных научных инструментов в истории".