«Джеймс Уэбб» сфотографировал область рождения самых крупных звезд

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» сделал с беспрецедентной детализацией снимки области звездообразования NGC 604, которая находится в галактике Треугольник на расстоянии 2,73 миллиона световых лет от нас. Регион исследовался в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне с помощью инструментом NIRCam и MIRI. В газопылевой оболочке NGC 604 скрыты более 200 самых горячих и массивных звезд. К таким звездам относятся светила В- и О-типа. Последние могут быть массивнее Солнца в сто раз. Такую концентрацию крупных звезд в относительно близкой к нам части Вселенной можно встретить довольно редко. В Млечном Пути подобных областей нет. «Джеймс Уэбб» позволил рассмотреть детали взаимодействия крупных звезд и создаваемых ими ветров с окружающим пространством. Они формируют характерные пузыри, струи и пещероподобные структуры.

Возраст NGC 604 оценивается в 3,5 миллиона лет. Само облако простирается на 1300 световых лет в поперечнике.

«Джеймс Уэбб» сфотографировал планеты около мертвых звезд

После гибели звезд наподобие Солнца остаются белые карлики – остатки их ядер. Но перед смертью такие звезды сильно раздуваются. Внешняя оболочка Солнца, например, поглотит Меркурий, Венеру, Землю, возможно, и Марс. Но остается вопрос относительно судьбы других планет. Новые снимки, сделанные космическим телескопом «Джеймс Уэбб», показывают, как может выглядеть Солнечная система после смерти звезды. Обсерватория обнаружила две планеты-гиганта, которые вращаются вокруг белых карликов – остатков солнцеподобных звезд. Сам по себе прямой снимок экзопланет – большая редкость. Всего несколько десятков из пяти с половиной тысяч было открыто с помощью прямых наблюдений. А тут еще и вместо полноценных звезд – белые карлики. Карлик WD 1202-232 находится на расстоянии 34 световых года от нас, а WD 2105-82 – в 53 световых годах. Пока удалось оценить лишь приблизительно массу обнаруженных планет на их орбитах – от одной до семи масс Юпитера. Зато известны расстояния от белых карликов. В первом случае это 11,47 а.е. (для сравнения, Сатурн находится на расстоянии 9,5 а.е. от Солнца), а во втором случае – 34,62 е.а. (для сравнения, Нептун находится на расстоянии около 30 а.е. от Солнца).

Эти наблюдения показывают, что планеты-гиганты смогли пережить гибель своих звезд и остались на орбитах. Дальнейшие наблюдения покажут, как будет меняться их движение. Возможно, эти планеты постепенно отдаляются от белых карликов и однажды станут блуждающими. В любом случае эти объекты интересны с точки зрения предсказания судьбы планет-гигантов в Солнечной системе после гибели Солнца.

«Джеймс Уэбб» обнаружил необычный «хвост» в протопланетном диске молодой звезды

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволил ученым с беспрецедентной детализацией рассмотреть протопланетный диск звезды Бета Живописца (Beta Pictoris). Эта звезда расположена в 63 световых годах от нас. Она в два раза больше Солнца и имеет в восемь раз большую светимость. В окрестностях Beta Pictoris был обнаружен первый пылевой диск, состоящий из обломков, образовавшихся после столкновения астероидов и планетезималей в ходе формирования системы. Ранее с помощью «Хаббла» астрономы обнаружили признаки второго такого диска. Теперь же выявлены новые детали благодаря инструментам ближнего (NIRCam) и среднего (MIRI) инфракрасного диапазона на борту «Джеймса Уэбба». В системе обнаружено ответвление от диска, причем оно отходит от вторичного диска, и авторы исследования сравнивают эту ветку с кошачьим хвостом. Это ответвление ранее не удавалось рассмотреть, потому что ярче всего оно заметно в среднем инфракрасном диапазоне, который хорошо поддается для обзора «Уэббу». Также обсерватория помогла определить, что у двух дисков системы Beta Pictoris разная температура, что указывает на различия в составе. Материал вторичного диска и «кошачьего хвоста» горячее основного диска. Вероятно, фрагменты, которые их составляют, темнее, чем компоненты основного диска. Они могут быть составлены из материала, подобного тому, что можно увидеть на астероидах и кометах в Солнечной системе.

Чтобы понять, что привело к образованию необычного изгиба в диске, авторы исследования прибегли к компьютерному моделированию. Подобрать подходящий сценарий оказалось непросто. Основная версия предполагает, что около ста лет назад в диске Beta Pictoris произошло мощное столкновение, в результате которого произошел выброс пыли и обломков, а сейчас они начинают рассеиваться. Звездный ветер выдувает мельчайшие частицы, тогда как более крупные меньше подвержены его влиянию, и это создает смещение в образовавшейся ветке. Удалось даже примерно оценить массу выброшенного материала. Она эквивалентна массе среднего астероида в Главном поясе Солнечной системы, но растянут материал на 16 млрд км.

Гипотеза ударного возникновения «кошачьего хвоста» согласуется с тем, что в 2014 году с помощью телескопа ALMA в диске Beta Pictoris была обнаружена асимметрия, в частности, выявлен сгусток монооксида углерода как раз в области ответвления. Возможно, его выброс был связан с тем же ударным событием, что и «кошачий хвост».

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» показал уникальный кадр спиральной галактики M51 (галактика Водоворот)

Галактика M51 отличается от других спиральных галактик своими чётко выраженными и хорошо развитыми спиральными рукавами. Она находится примерно в 27 миллионах световых лет от Земли в созвездии Гончих Псов.

«Джеймс Уэбб» обнаружил рекордно маленький коричневый карлик

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог ученым идентифицировать самый маленький из известных коричневых карликов. Эти объекты являются промежуточными между звездами и планетами. Они формируются как звезды – при коллапсе молекулярного облака под собственной гравитацией, но им не хватает массы, чтобы запустить процесс ядерного синтеза. У нижней границы масс коричневые карлики сопоставимы с планетами-гигантами. В новом исследовании астрономы пытались выяснить, какова минимальная масса объекта, который сформировался подобно звезде. Для поиска самых небольших коричневых карликов использовался телескоп «Джеймс Уэбб». С его помощью в ближнем инфракрасном диапазоне сканировалось звездное скопление IC 348, расположенное примерно в тысяче световых лет от нас в области звездообразования Персея. Это молодое скопление, которому всего около пяти миллионов лет. Поэтому коричневые карлики в нем должны быть относительно яркими в инфракрасном диапазоне, поскольку сохраняют тепло после своего недавнего формирования. В результате сканирования и тщательного изучения отдельных объектов было выделено три свободно плавающих коричневых карлика массой от трех до восьми масс Юпитера и температурой поверхности от 830 до 1500 градусов по Цельсию. Таким образом, самый маленький из них всего в три-четыре раза массивнее Юпитера. И это самый небольшой коричневый карлик из всех известных.

Теоретически сложно объяснить, как он мог образоваться. Небольшое газовое облако, которое должно было сколлапсировать в него, имеет для этого слишком слабую гравитацию. При этом параметры объекта исключают возможность формирования его из протопланетного диска, как образуются планеты-гиганты на орбитах звезд.

Кроме того, у двух из трех коричневых карликов обнаружена сигнатура углеводорода, которая ранее выявлялась только в атмосферах Сатурна и Титана космическим аппаратом «Кассини». Также ее находили в межзвездной среде.

Авторы исследования также отметили, что шанс спутать эти объекты с планетами-гигантами весьма невелик. За столь короткий период сформироваться из протопланетного диска и быть выброшенными из него они бы не смогли. Кроме того, в скоплении в основном маломассивные звезды, на орбитах которых такие планеты вряд ли могут сформироваться.

На снимках «Уэбба» останки сверхновой заиграли огнями новогодней ёлки

Инфракрасные датчики в сочетании с чувствительностью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» позволяют по-новому взглянуть на многие хорошо изученные космические объекты. Обычному человеческому глазу такое недоступно, а в этом таится не только новая информация, но также сокрыта неземная красота. И эта красота достойна научных усилий не меньше получения новых знаний. Накануне Рождества NASA представило снимки ранее хорошо изученных останков сверхновой Кассиопеи А. Изображения получены датчиками «Уэбба» как в ближнем, так и в среднем инфракрасном диапазоне. На каждом из снимков обозначились свои нюансы, поскольку свет в каждом из диапазонов высветил чуть иные структуры вещества в окрестностях этого объекта. На объединённом снимке останки Кассиопеи А подобны сиянию огней на новогодней ёлке, ярко освещающих пространство вокруг себя. Ударные явления в разлетающейся оболочке сверхновой звезды создали структуры, которые дают понимание о ряде процессов, предшествующих взрыву. В некоторой степени это позволяет создать модель явления ещё до момента смерти звезды.

Инфракрасные датчики обсерватории дают представление о температуре газов и пыли в окружающем останки звезды пространстве и в отдельных структурах останков. Для астрофизиков это богатая пища для ума, а для нас — это способ по-своему приобщиться к чудесам переднего края науки.

«Джеймс Уэбб» обнаружил необычный состав очень плотной туманности в центре галактики

Окрестности центра Млечного пути содержат немало загадочных и привлекающих ученых объектов. Одним из них является плотное темное облако G0.253+0.016, которое также называют «Кирпичом». Его исследованием с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» занялась группа астрономов во главе с Адамом Гинзбургом из Флоридского университета. Результаты работы предполагают, что, возможно, стоит пересмотреть некоторые принятые принципы формирования звезд и условий в центре галактик. Окрестности сверхмассивной черной дыры в центре галактики – место неспокойное. Эту среду дикой делает сильная гравитация черной дыры, а также турбулентные процессы вокруг нее. И в то же время в этой области находится много плотных молекулярных облаков. Район получил название Центральная молекулярная зона. Плотность молекулярного газа там на порядки больше, чем в других местах в диске галактики. Эти облака интересны тем, что именно в плотных холодных молекулярных сгустках формируются звезды. Но есть проблема с их изучением. Из-за высокой плотности эти облака на большинстве длин волн невозможно рассмотреть, чтобы понять, что они в себе содержат, и какие процессы внутри происходят.

«Кирпич» - это одно из самых плотных молекулярных облаков в нашей галактике. Но «Уэбб» смог рассмотреть некоторые его особенности, поскольку в инфракрасном диапазоне, который использует обсерватория, можно отчасти заглянуть сквозь плотную газопылевую пелену. И в составе «Кирпича» астрономы неожиданно обнаружили обилие частиц льда из монооксида углерода. В гораздо большем объеме, чем можно было предположить.

«Наши наблюдения убедительно демонстрируют, что лед из монооксида углерода там очень распространен. Это необходимо учитывать в будущем, - сказал Гинзбург. – Но мы пока не знаем, как этот объем соотносится с количеством воды, углекислого газа и сложных молекул в этом облаке. С помощью спектроскопии мы можем измерить и эти показатели, получив представление о том, какие химические процессы происходят в таких облаках».

Присутствие такого количества пыли и газа в столь плотном облаке должно приводить к звездообразованию. Однако этого не происходит. Предполагалось, что причина кроется в высокой турбулентности и в относительной молодости облака. Но авторы нового исследования выяснили, что «Кирпич» значительно больше разогретое облако, чем необходимо для начала формирования звезд. При этом причина такого нагрева пока неясна.

«Джеймс Уэбб» исключает наличие плотной атмосферы из углекислого газа у TRAPPIST-1 c

Инфракрасные измерения TRAPPIST-1 c показывают, что она, вероятно, не так похожа на Венеру, как когда-то представлялось. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА успешно измерил тепловое излучение TRAPPIST-1 c, экзопланеты, вращающейся вокруг красного карлика на расстоянии 40 световых лет от Земли. Это самая холодная скалистая планета, когда-либо охарактеризованная с помощью этого метода. К сожалению, для тех, кто надеется, что система TRAPPIST-1 является аналогом нашей Солнечной, результаты немного разочаровывающие. Хотя TRAPPIST-1 c примерно такого же размера и массы, как Венера, и получает такое же количество излучения от своей звезды, маловероятно, что у нее такая же плотная атмосфера из углекислого газа. Это указывает на то, что планета и, возможно, система в целом сформировались с очень небольшим количеством воды. Международная команда исследователей использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА для расчета количества тепловой энергии, исходящей от скалистой экзопланеты TRAPPIST-1 c. Результат говорит о том, что атмосфера планеты — если она вообще существует — чрезвычайно разрежена. TRAPPIST-1 c в настоящее время является самой холодной скалистой экзопланетой. Ее дневная температура примерно 380 Кельвинов. Это одна из семи скалистых планет, вращающихся вокруг ультрахолодной звезды красного карлика (или M-карлика) в 40 световых годах от Земли. Хотя эти планеты похожи по размеру и массе на внутренние скалистые планеты Солнечной системы, неясно, действительно ли у них схожие атмосферы. 

В течение первого миллиарда лет своей жизни М-карлики испускают яркое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, которое может легко разрушить молодую планетарную атмосферу. Кроме того, при формировании планет могло не быть достаточного количества воды, углекислого газа и других летучих веществ, чтобы создать плотную атмосферу.

Команда использовала прибор MIRI для наблюдения системы TRAPPIST-1 в четырех отдельных случаях, когда планета двигалась позади звезды. Сравнивая яркость, когда планета находится за звездой с яркостью, когда планета находится рядом со звездой, команда смогла рассчитать количество света среднего инфракрасного диапазона. Оно напрямую связано с ее температурой, на которую, в свою очередь, влияет атмосфера. Углекислый газ преимущественно поглощает 15-микронный свет, из-за чего планета кажется более тусклой на этой длине волны. Однако облака могут отражать свет, заставляя планету казаться ярче и маскируя присутствие углекислого газа.

Кроме того, плотная атмосфера любого состава будет перераспределять тепло с дневной стороны на ночную, в результате чего дневная температура будет ниже, чем она была бы без атмосферы. Хотя эти первоначальные измерения не дают окончательной информации о природе TRAPPIST-1 c, они помогают сузить вероятные возможности.

"Наши результаты согласуются с тем, что планета представляет собой голую скалу без атмосферы, или что на планете действительно разреженная атмосфера CO2 без облаков", - говорят исследователи. - "Если бы на планете была плотная атмосфера CO2, мы бы наблюдали действительно неглубокое вторичное затмение или вообще его не наблюдали. Это связано с тем, что CO2 поглощал бы весь 15-микронный свет, поэтому мы не обнаружили бы ничего, исходящего от планеты".

Данные также показывают, что маловероятно, что планета является истинным аналогом Венеры с густой атмосферой CO2 и облаками серной кислоты.

«Джеймс Уэбб» обнаружил водяной пар, который может быть частью атмосферы скалистой экзопланеты

GJ 486 b примерно на 30% больше Земли и в три раза массивнее, что означает, что это скалистый мир с более сильной гравитацией, чем на Земле. Он обращается вокруг красного карлика чуть менее чем за 1,5 земных суток и находится слишком близко к своей звезде, вне пределов обитаемой зоны. И все же наблюдения «Уэбба» показывают признаки присутствия водяного пара. Если водяной пар связан с планетой, это указывает на то, что у нее есть атмосфера, несмотря на высокую температуру и близость к звезде. Однако команда предупреждает, что водяной пар может находиться на самой звезде — в частности, в холодных звездных пятнах — а вовсе не на планете. "Мы видим сигнал, и это почти наверняка связано с водой. Но мы пока не можем сказать, является ли эта вода частью атмосферы планеты, то есть у планеты есть атмосфера, или мы просто наблюдаем водный след, исходящий от звезды", - сказала Сара Моран из Университета Аризоны в Тусоне, ведущий автор исследования. Команда наблюдала два транзита, каждый из которых длился около часа. Затем астрономы использовали три различных метода для анализа полученных данных. Результаты всех трех исследований показывают в основном плоский спектр с интригующим повышением на самых коротких длинах волн инфракрасного излучения. Команда запустила компьютерные модели, и пришла к выводу, что наиболее вероятным источником сигнала был водяной пар.

Водяной пар потенциально может указывать на наличие атмосферы на GJ 486 b, но не менее правдоподобным объяснением является водяной пар от звезды. Удивительно, но даже на нашем Солнце водяной пар иногда может присутствовать в солнечных пятнах, потому что они очень холодные по сравнению с окружающей поверхностью звезды. Звезда-родитель GJ 486 b намного холоднее Солнца, поэтому в ее звездных пятнах сконцентрировалось бы еще больше водяного пара. В результате это могло бы создать сигнал, имитирующий планетарную атмосферу.

"Мы не наблюдали свидетельств того, что планета пересекала какие-либо звездные пятна во время транзитов. Но это не значит, что на звезде нет других пятен. И это именно тот физический сценарий, который запечатлел бы этот сигнал воды в данных и в конечном итоге мог бы выглядеть как атмосфера планеты", - объяснил Райан Макдональд из Мичиганского университета в Энн-Арборе, один из соавторов исследования.

Будущие наблюдения «Уэбба» могут пролить больше света на эту систему. Предстоящая программа будет использовать прибор среднего инфракрасного диапазона MIRI для наблюдения за дневной стороной планеты. Также потребуются наблюдения на более коротких инфракрасных длинах волн с помощью второго прибора «Уэбба» NIRISS.

Наблюдения JWST раскрывают звездную структуру звездообразующей галактики GN20

Международная команда астрономов использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) для наблюдения за светящейся пыльной звездообразующей галактикой GN20. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 26 апреля на сервере препринтов arXiv, дают важную информацию о звездной структуре этой галактики. GN20 является одной из самых ярких пылевых звездообразующих галактик, известных на сегодняшний день. GN20 имеет инфракрасную светимость около 18,6 солнечных светимостей и скорость звездообразования около 1860 солнечных масс в год. Красное смещение галактики составляет 4,05. Распределение молекулярного газа в GN20 демонстрирует звездную структуру диаметром приблизительно 45 600 световых лет, кинематика которой соответствует кинематике массивного вращающегося диска. Недавно группа астрономов во главе с Луисом Колиной из Испанского астробиологического центра в Мадриде решила провести наблюдения GN20 в среднем инфракрасном диапазоне, стремясь пролить больше света на ее свойства. Для этой цели они использовали прибор JWST MIRI. Наблюдения показали, что GN20 имеет звездную структуру, характеризующуюся светящимся (с абсолютной звездной величиной -22,35) неразрешенным ядром и диффузной протяженной оболочкой. Эта звездная структура формирует новые звезды с постоянной высокой скоростью - около 500 солнечных масс в год - в течение 100 миллионов лет.

Размер ядра составляет менее 2600 световых лет, оно переносит 9% общего потока и совпадает с излучением компактного холодного пылевого ядра. Оболочка звезды имеет эффективный радиус около 11 740 световых лет, и ее положение совпадает с положением молекулярного газа монооксида углерода, но ее центр тяжести смещен примерно на 3300 световых лет от ядра звезды. Это смещение может быть результатом недавнего гравитационного столкновения или слияния.

Проанализировав снимки JWST, команда также выявила дополнительные слабые звездные скопления, которые, по-видимому, связаны с некоторыми скоплениями ультрафиолета и монооксида углерода. Более того, астрономы обнаружили, что ядро звезды, по-видимому, имеет очень высокую концентрацию холодной пыли, но не самую большую концентрацию молекулярного газа.

Подводя итоги, авторы статьи отметили, что GN20 обладает всеми свойствами, необходимыми для того, чтобы эволюционировать в массивную неподвижную галактику с промежуточным красным смещением.

Самые далекие из известных кандидатов в галактики были обнаружены «Джеймсом Уэббом»

Менее чем через неделю после того, как «Джеймс Уэбб» начал свои наблюдения, на сервере препринтов появились сообщения об открытии галактик, находящихся на рекордных расстояниях. Что еще более удивительно, эти галактики кажутся настолько массивными, что бросают вызов нашему пониманию того, как формируется структура во Вселенной. Две из этих первых статей прошли обязательное рецензирование и были приняты к публикации в The Astrophysical Journal Letters. Любопытно то, что эти далекие галактики, по словам ученых, содержат гораздо больше звезд, чем это возможно. «С теоретической точки зрения, наблюдаемые массы довольно загадочны», – объясняет Шарлотта Мейсон, адъюнкт-профессор Центра Космического Рассвета (DAWN). – «Мы ожидали, что нам придется исследовать гораздо, гораздо больший объем пространства, прежде чем мы найдем такие большие галактики. У среднестатистической галактики просто не должно было быть времени накопить столько массы за короткое время между Большим взрывом и тем временем, когда мы их видим». Мейсон является соавтором одной из первых двух статей, которые в настоящее время приняты к публикации. Эта работа сообщает об обнаружении нескольких рекордно удаленных галактик. Отчет Мейсон появился в препринте одновременно со статьей Рохана Найду из Массачусетского технологического института, в которой анализировалось то же поле на небе, и были обнаружены несколько таких же галактик.

Как подробно описано в недавнем пресс-релизе DAWN, метод, используемый для определения расстояний, является быстрым, но несколько ненадежным. Чтобы подтвердить расстояние, необходимо использовать спектроскопию.

Несмотря на отсутствие спектроскопии, расстояния между двумя галактиками, получившими название GLASS—z10 и GLASS-z12, кажутся довольно однозначными. И тот факт, что две разные команды, используя два разных анализа одних и тех же данных, обнаружили одинаковое расстояние, обнадеживает.

Хотя большие массы галактик трудно согласовать с нашим нынешним пониманием формирования структуры, это не означает, что нам нужно будет пересматривать стандартную модель Вселенной.

«Мы очень мало знаем о физических условиях ранней Вселенной», - говорит Паскаль Эш, соавтор Найду и доцент DAWN. – «На протяжении большей части истории Вселенной галактики удивительно неэффективно формировали звезды. Возможно, какой-то еще неизвестный механизм позволил ранним галактикам быстрее образовывать звезды или образовывать более яркие звезды».

С помощью предстоящей спектроскопии, а также будущих наблюдений, охватывающих большие объемы пространства, истинная природа этих загадочных галактик скоро будет раскрыта.

«Джеймс Уэбб» прислал новое изображение «Столпов творения»

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» передал снимок «Столпов творения», сделанный в среднем инфракрасном диапазоне с помощью инструмента MIRI. На прошлом изображении «Уэбба», полученном с помощью NIRCam, можно увидеть тысячи звезд, но на снимке MIRI они отсутствуют. Многие объекты в этой области недостаточно яркие, чтобы наблюдать их на тех длинах волн, на которых фокусируется MIRI. На новом снимке можно увидеть нависающие свинцовые столбы газа и пыли. Молодые звезды, которые еще не сбросили свои пыльные «плащи», для MIRI выглядят как малиновые шары. На снимке их можно увидеть по краям колонн. А вот голубые звезды, наоборот, стареют, они уже сбросили большую часть своих слоев газа и пыли. MIRI в мельчайших деталях видит газ и пыль. Самые плотные участки пыли имеют самые темные оттенки серого. Красная область вверху, которая похожа на сову с распростертыми крыльями, — это место, где пыль более рассеянная и прохладная. Обратите внимание, что на заднем плане не видно галактик — межзвездная среда в самой плотной части диска Млечного Пути слишком насыщена газом и пылью, чтобы их далекий свет мог проникать внутрь.

Объединенные наблюдения «Джеймса Уэбба» и «Чандры» раскрывают еще больше загадок Вселенной

Ученые НАСА опубликовали снимки, объединяющие ранние данные космического телескопа «Джеймс Уэбб» с рентгеновскими данными, полученными с помощью обсерватории «Чандра». Помимо своей красоты, изображения дают представление о самых сложных астрофизических явлениях во Вселенной. Разные длины волн света раскрывают разные виды информации о космосе. Каждый новый телескоп, который мы запускаем в космос или открываем на Земле, дает нам возможность наблюдать процессы, которые мы иначе не смогли бы воспринять. Например, «Джеймс Уэбб» чувствителен к инфракрасному излучению. Инфракрасное излучение испускается теплыми объектами и отлично проходит через газовые облака, не рассеиваясь. Это позволяет астрономам заглядывать в сердце плотных пылевых облаков, подобных тем, которые окружают формирующиеся звезды. Обсерватория «Чандра» исследует космос в рентгеновском диапазоне. Рентгеновские лучи генерируются такими явлениями, как, например, сверхновые и пульсары. Рентгеновское излучение рассказывает нам о том, как протекают высокоэнергетические процессы. Исследователи достигают лучших результатов, когда комбинируют разные длины волн. Ученые НАСА недавно объединили ранние снимки «Джеймса Уэбба» с наблюдениями тех же объектов рентгеновской обсерватории «Чандра». Рентгеновское излучение говорит нам, где происходят высокоэнергетические процессы, в то время как инфракрасное информирует о том, где теплые объекты скрыты облаками пыли.

Ученые еще не изучили изображения и не опубликовали свои исследования, но мы уже можем полюбоваться прекрасными снимками, опубликованными на сайте рентгеновской обсерватории «Чандра», и сделать некоторые выводы.

Наглядный пример того, насколько невероятным получился космический телескоп «Джеймс Уэбб»

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» на днях закончил процесс юстировки и уже почти готов к полноценной работе. Учёные не устают говорить, что обсерватория превосходит все их ожидания, но первых нормальных (не тестовых) снимков придётся подождать ещё месяц-два. Однако уже сейчас есть возможность понять, чем же новый телескоп лучше старых. Это коллаж, созданный астрономом Андрашом Гашпаром (Andras Gaspar). На снимке один и тот же участок космоса — часть Большого Магелланового Облака. Самый первый снимок сделан инфракрасным космическим телескопом Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), запущенным в 2009 году, второй получен телескопом Spitzer, который заработал в 2003 году. И на их фоне фотография James Webb Space Telescope выглядит невероятно чётко. Учёные рассчитывают, что новая обсерватория позволит раскрыть множество тайн Вселенной, заглянув так далеко в прошлое, как мы ещё не заглядывали.

«Джеймс Уэбб» выровнял 18 сегментов главного зеркала и получил одно сфокусированное изображение звезды HD 84406

«Джеймс Уэбб» завершил предварительное выравнивание 18 сегментов оптической системы главного зеркала и получил одно сфокусированное изображение тестовой цели — звезды HD 84406. В настоящее время сфокусированные лучи от каждого из сегментов главного зеркала телескопа накладываются друг на друга и выдают единое изображение звезды на инфракрасный датчик научного инструмента NIRCam. Наземная команда управления «Джеймс Уэбба» начала четвертый этап его подготовки к работе. В его ходе будет выполнено выравнивание главного зеркала для устранения вертикальных смещений между сегментами, а также проведена точная юстировка их положения относительно друг друга.

25 декабря 2021 года космический телескоп «Джеймс Уэбб» запустили в космос на ракете «Ариан-5».

8 января 2022 года «Джеймс Уэбб» выполнил полное развертывание основного зеркала.

24 января «Джеймс Уэбб» завершил один из ключевых этапов своего путешествия — прибыл на орбиту точки Лагранжа L2 системы «Солнце-Земля», находящейся на расстоянии в 1,5 млн километров от Земли.

В середине февраля команда НАСА настроила каждый из 18 сегментов главного зеркала «Уэбба», чтобы собрать 18 несфокусированных копий одной звезды в запланированное шестиугольное образование.

Параметры работы телескопа «Джеймс Уэбб» можно отслеживать на этой странице сайта НАСА. Также «Уэбб» доступен для изучения в браузерном 3D приложении НАСА "Eyes on the Solar System".

Телескоп «Джеймс Уэбб» прислал селфи и первое фото — звезды HD 84406 из Большой Медведицы

Передовая инфракрасная обсерватория «Джеймс Уэбб» прислала свои первые снимки, сделанные после выхода на целевую орбиту вокруг второй точки Лагранжа (L2) 24 января 2022 года. В начале февраля на расстоянии почти 1,5 млн километров от Земли космический телескоп начал калибровку зеркал и включение ряда инструментов. Первым объектом, на котором «потренировался» «Джеймс Уэбб», стала солнцеподобная звезда HD 84406, находящаяся на расстоянии около 260 световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы. Космическая обсерватория сделал серию фотографий HD 84406, а точнее исходящего от нее света. Перед командой «Джеймса Уэбба» стояла двоякая задача: подтвердить, что NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) готова собирать свет от небесных объектов, а затем идентифицировать звездный свет от одной и той же звезды в каждом из 18 сегментов главного зеркала. Результатом стала мозаика изображений из 18 точек света, отраженных от неоткалиброванных сегментов главного зеркала телескопа, отразивших свет от одной и той же звезды обратно на вторичное зеркало «Джеймса Уэбба» и в детекторы NIRCam.

«То, что выглядит как простое изображение размытого звездного света, теперь станет основой для выравнивания и фокусировки телескопа, чтобы этим летом «Джеймс Уэбб» смог показать беспрецедентные виды Вселенной. В течение следующего месяца или около того команда будет постепенно корректировать зеркальные сегменты, пока 18 изображений не станут одной звездой», — сказано в публикации Европейского космического агентства (ESA).

Также на Земле получено первое селфи. Снимок создан с использованием специальной линзы внутри прибора NIRCam, который разработан для получения изображений сегментов главного зеркала, а не космоса.

Селфи «Джеймса Уэбба» в главном зеркале. Фото: NASA

«Во время процесса захвата изображения, который начался 2 февраля, «Уэбб» был перенаправлен на 156 различных позиций вокруг спрогнозированного местоположения звезды и сгенерировал 1560 изображений с использованием 10 детекторов NIRCam, что составило 54 ГБ необработанных данных. Весь процесс длился почти 25 часов, но примечательно, что обсерватория смогла определить местонахождение целевой звезды в каждом из своих зеркальных сегментов в течение первых 6 часов и 16 экспозиций. Затем эти изображения соединили, чтобы создать единую большую мозаику, которая фиксирует сигнатуру каждого сегмента главного зеркала в одном кадре. Изображения, показанные здесь, являются лишь центральной частью этой большой мозаики, огромного изображения на 2 миллиарда пикселей», — отметили в NASA.

NIRCam — это датчик волнового фронта обсерватории и ключевой формирователь изображений. Он специально выбран для использования на начальных этапах настройки «Джеймса Уэбба», потому что имеет широкое поле зрения и уникальную способность безопасно работать при более высоких температурах, чем другие инструменты. Он содержит специальные компоненты, разработанные для помощи в этом процессе. Но в ходе юстировки NIRCam работал при температуре выше оптимальной, поэтому при захвате инженерных изображений можно увидеть визуальные артефакты.

Ожидается, что первые научные изображения инфракрасная обсерватория начнет отправлять на Землю уже летом. В ближайшие месяцы команде «Джеймса Уэбба» предстоит многое сделать, чтобы подготовить его к полноценным научным операциям с использованием всех четырех инструментов: NIRCam (камеры ближнего инфракрасного диапазона), спектрографа ближнего ИК-диапазона (NIRSpec), инструмента для работы в среднем ИК-диапазоне (MIRI), датчика точного наведения и формирователя изображений ближнего инфракрасного диапазона, бесщелевого спектрографа (FGS/NIRISS).

Путешествие телескопа «Джеймс Уэбб» к точке базирования завершается

В понедельник, 24 января, космический телескоп «Джеймс Уэбб» должен получить из центра управления команду на последнюю коррекцию траектории движения к точке назначения для проведения научной работы. Впрочем, прибытие в точку Лагранжа L2 вовсе не означает, что телескоп неподвижно зависнет в пространстве. Наоборот, он продолжит движение вокруг точки L2 по орбите, превышающей орбиту Луны при вращении вокруг Земли. Весь фокус в том, что сохранение орбитального движения вокруг точки L2 потребует сравнительно небольшого расхода топлива. Двигатели коррекции траектории будут включаться примерно один раз в три недели. Полный оборот вокруг точки L2 телескоп будет совершать каждые шесть месяцев. Поразительно то, что телескоп доставляется к месту работы без тормозных двигателей в своём составе. Использование двигателей для торможения сразу было отброшено, поскольку это заставило бы обсерваторию повернуться на 180 градусов чувствительной аппаратурой к Солнцу. Вместо этого режимы работы ракеты-носителя Ariane 5 были выбраны такими, чтобы она задала необходимый и достаточный импульс скорости телескопу, а последний тормозился бы по законам обычной небесной механики — благодаря гравитационному влиянию Солнца, Земли и, в меньшей степени, Луны. Судя по результатам, манёвр удался на славу и, более того, топливо получилось сэкономить на двух предыдущих коррекциях траектории, а это годы дополнительной работы телескопа в космосе.

Движение по орбите вокруг точки L2 решает ещё одну задачу. В таком положении Земля не перекрывает Солнце и позволяет солнечным батареям «Джеймса Уэбба» работать в полном объёме. Следует сказать, что точка L2 — не самая стабильная в системе космических гравитационных противовесов Солнце-Земля. Более стабильными являются точки L4 и L5. У точки L2 важное для работы инфракрасных приборов «Уэбба» преимущество — это отсутствие прямого отражённого света Солнца от Земли и Луны. Оба небесных тела всегда будут повёрнуты к телескопу ночной стороной.

В настоящий момент телескоп преодолел 97 % расстояния к месту работы. Его скорость снизилась до 0,2 км/с. За 28 дней с момента запуска он прошёл 1,4 млн км. Солнечный экран и составное зеркало — сложенные на время запуска в ракете в компактную конструкцию — успешно приведены в рабочее состояние. Главное зеркало готово к точной настройке, а вся обсерватория готовится к последней коррекции траектории, чтобы завертеться вокруг точки Лагранжа L2.

Телескоп «Джеймс Уэбб» начал выравнивание сегментов огромного зеркала — на это уйдёт около 3 месяцев

Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) сообщает о том, что специалисты приступили к сложным и продолжительным операциям по приведению зеркал телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope) в рабочее состояние. Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» была успешно запущена 25 декабря 2021 года. Это самый большой и мощной орбитальный телескоп в истории: размер составного зеркала равен 6,5 метра. Для сравнения: диаметр зеркала «Хаббла» — 2,4 метра. Ранее «Джеймс Уэбб» успешно развернул своё основное зеркало, и теперь настало время для выравнивания его составляющих. Напомним, конструкцией предусмотрено использование 18 шестигранных сегментов, каждый из которых имеет размер около 1,3 метра от ребра до ребра и весит примерно 40 кг. На первом этапе специалисты NASA проверили работоспособность 126 приводов основного зеркала и шести приводов вторичного зеркала обсерватории. Около 10 дней уйдёт на перевод сегментов из пусковой конфигурации в состояние для выполнения последующих работ. На выравнивание 18 сегментов основного зеркала потребуется около трёх месяцев: после этого все фрагменты смогут функционировать как единое целое. Если всё пройдёт согласно графику, эти процедуры будут завершены к середине апреля.

Телескоп «Джеймс Уэбб» успешно развернул радиатор охлаждения научных приборов

Примерно в 16:48 мск 6 января космический телескоп «Джеймс Уэбб» успешно развернул радиатор охлаждения научных приборов. Операция совершена на 12 сутки с момента запуска телескопа в космос на ракете-носителе «Ариан-5». К сегодняшнему дню телескоп развернул солнечные панели, антенну связи, солнцезащитный экран, вторичное зеркало и, вчера, радиатор охлаждения зеркала и приборов. На установку радиатора ADIR в штатное положение потребовалось 15 минут. Радиатор представляет собой панель размерами 2,44 × 1,22 метра. Она состоит из алюминиевых сегментов высшей чистоты металла. Для лучшего излучения тепла в космическое пространство они покрашены в «ультрачёрный» цвет. С главным зеркалом и научными приборами телескопа радиатор соединён гибкими лентами из высокочистой алюминиевой фольги. На следующем этапе приведения телескопа в рабочее состояние состоится открытие боковых створок главного или первичного зеркала. Первую створку с тремя зеркальными сегментами должны открыть сегодня, а вторая запланирована к открытию завтра.

В отдельной свежей заметке на сайте NASA разъясняется, почему на борту телескопа нет камер наблюдения. Первоначально они рассматривались в проекте для контроля над этапами операций развёртывания систем и даже были сделаны инженерные прототипы решений. Однако позже камеры были признаны неэффективным инструментом контроля и даже вредным с точки зрения образования дополнительных механических и тепловых помех оборудованию телескопа. О состоянии узлов телескопа прекрасно информируют тепловые, механические и электрические датчики. Смотреть там не на что.

«Джеймс Уэбб» успешно развернул все 5 слоев солнцезащитного экрана

Космическая инфракрасная обсерватория нового поколения «Джеймс Уэбб» обзавелась полностью рабочим солнцезащитным козырьком. Развертывание пятислойного 21-метрового экрана успешно завершилось спустя 8 дней со старта. Данный этап был одним из ключевых и самым сложным в подготовке телескопа к научным операциям. Об этом отчитались в NASA. Солнцезащитный экран размером с теннисный корт был сложен, чтобы поместиться внутри области полезной нагрузки носового обтекателя ракеты-носителя Ariane 5 перед запуском. Команда «Джеймса Уэбба» приступила к удаленному развертыванию козырька 28 декабря, спустя три дня после запуска. «Завершив развертывание пяти солнцезащитных экранов, мы устранили около 75% из 344 возможных единичных отказов», — заявили сотрудники миссии в Twitter. Специальный пластиковый козырек защитит телескоп от слишком яркого света и тепла Солнца, Земли и Луны. Каждый слой толщиной с человеческий волос покрыт светоотражающим металлом, обеспечивающим защиту порядка более 1 млн SPF. Вместе все пять слоев уменьшают воздействие Солнца с более чем 200 киловатт солнечной энергии до долей ватта. Благодаря защите от нагрева, научные инструменты «Джеймса Уэбба» будут работать в достаточно низкой температуре, чтобы фиксировать даже слабый инфракрасный свет.

При раскладывании и натяжении солнцезащитного козырька задействовали 139 из 178 спусковых механизмов, 70 узлов, восемь двигателей развертывания, примерно 400 шкивов и 90 отдельных тросов общей длиной примерно 400 метров. Команда даже пришлось приостановить на день операцию по развертыванию, чтобы дополнительно оптимизировать энергосистему телескопа и его двигатели.

До начала исследовательской работы крупнейшей и самой сложной космической обсерватории «Джеймс Уэбб» еще 5,5 месяцев. Предстоит разложить огромное зеркало, провести настройку оптики телескопа и калибровку научных инструментов. Только после этого на Землю начнут поступать первые изображения.

Развертывание вторичного зеркала «Джеймса Уэбба» начнется в ближайшие дни. После — разложат основное зеркало. До прибытия телескопа на рабочую орбиту осталось менее 3 недель.

Этапы путешествия «Джеймса Уэбба» ко второй точке Лагранжа (L2), которая находится в 1,5 миллионах километров от Земли. Фото: ESA

Космическая инфракрасная обсерватория сможет исследовать самые далекие наблюдаемые галактики в ранней Вселенной и все, что находится между ними. «Джеймса Уэбба» ждут новые и неожиданные открытия. В частности, он изучит экзопланеты, протоскопления, околозвездные диски, квазары, транснептуновые объекты и кометы.