«Джеймс Уэбб» – это не только красивые картинки
Телескоп «Джеймс Уэбб» начал работать в космосе совсем недавно, но уже успел поразить публику серией поистине невероятных снимков Вселенной. Россыпи сверкающих звезд, плотные облака космической пыли, огромные вращающиеся галактики… Но он отправлялся туда не только для того, чтобы поставлять нам изумительные обои для рабочего стола. Ученые используют обсерваторию для научных исследований, которые далеко не всегда подразумевают художественного фотографирования. Сегодня мы расскажем о трех открытиях, сделанных с помощью «Джеймса Уэбба», которые прославились не из-за красивых фотографий.
Столпы Творения от космического телескопа Джеймса Уэбба
Астрономы открыли уже более 5400 экзопланет, которые иногда разительно отличаются друг от друга. Одни, как считается, должны быть покрыты океанами лавы, другие же, по всей видимости, упакованы в километры метанового льда. Но до начала работы телескопа определить состав атмосферы подобных объектов было невероятно сложно. Теперь же астрономы исследовали находящуюся в 700 световых годах от Земли планету WASP-39b – это газовый гигант, который в 1,27 раз крупнее Юпитера, но в четыре раза легче его. На его поверхности очень высокая температура – более 900 градусов по Цельсию. Объяснение этому жару следует искать в чрезвычайной близости к звезде – один оборот вокруг неё занимает всего 4,1 земных суток.
WASP-39b в представлении художника
Когда гигант с точки зрения земного наблюдателя перемещается по диску своей звезды, часть света последней проходит сквозь атмосферу планеты. «Джеймс Уэбб» смог обнаружить инфракрасное излучение этого типа, что позволило исследователям определить состав газовой оболочки. Выяснилось, что здесь есть вода, натрий, калий и диоксид серы. Были получены первые свидетельства фотохимических реакций, происходящих в атмосфере экзопланеты. Свет звезды расщепляет воду на водород и гидроксильные группы, которые затем взаимодействуют с сероводородом и производят диоксид серы. Похожая реакция на Земле приводит к образованию озона, защищающего нас от ультрафиолетового излучения Солнца и, по существу, делающего планету пригодной для жизни. Как видим, фотохимия является важным условием для подготовки небесного тела к освоению «биологией». И специалисты, занимающиеся поиском «зеленых человечков» в глубинах Вселенной, уделяют особое внимание изучению планет, где она обнаруживается.
«Джеймс Уэбб» позволяет заглянуть не только в атмосферы далеких планет, но и вглубь галактик. Космос наполнен органическими веществами, которые называются полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ). Они способны очень многое рассказать о развитии Вселенной с течением времени. Эти соединения под воздействием ультрафиолета, испускающегося молодыми светилами, генерируют яркое инфракрасное излучение, что позволяет отслеживать скорость звездообразования и прочие процессы. Определенное время назад была выдвинута гипотеза, согласно которой ПАУ не способны долго сохраняться в высокоэнергичной космической среде. Например, вблизи сверхмассивной черной дыры.
Полициклические ароматические углеводороды
Галактики, внутри которых располагается СМЧД, считаются активными – они излучают в тысячи раз больше энергии, чем обычные. Инфракрасные данные, полученные «Джеймсом Уэббом», позволили астрономам впервые проанализировать ПАУ внутри трех таких звездных сообществ. Оказалось, что «лишняя» энергия не так губительна для крупных молекул, как считалось ранее. Они превосходно сохраняются в самых суровых условиях, хотя те, что помельче, и в самом деле уничтожаются. Почему этот вопрос считается важным? Тут надо вернуться к свету, который ПАУ испускают под воздействием молодых звезд. Дело в том, что роль сверхмассивных черных дыр в звездообразовании очень долго была большой загадкой. Недавние компьютерные симуляции показали, что они способны подавлять этот процесс. Таким образом, если ученым удастся с помощью ПАУ выяснить, сколько новых звезд рождается в высокоэнергичной среде рядом с СМЧД, это будет серьезным открытием в астрономии.
На этой иллюстрации диск горячего газа закручивается вокруг черной дыры. Поток газа, тянущийся вправо - это остатки звезды, которую разорвала черная дыра
Также «Джеймс Уэбб» предоставил астрономам возможность взглянуть на взаимодействие двух звезд, которые находятся очень близко друг к другу. Речь идет об ослепительно горячих светилах, образующих систему Вольфа-Райе 140. Они окружены как минимум 17 концентрическими кольцами, выглядящими как гигантский отпечаток пальца, природа которого по-настоящему завораживает. Эта пара расположена на расстоянии около 5000 световых лет от Земли. В неё входят голубой сверхгигант и звезда Вольфа-Райе, которая, что вполне очевидно, подарила наименование всей системе.
Цветное изображение системы WR-140, полученное Джеймсом Уэббом
Считается, что этому дуэту недолго осталось вращаться в эффектном космическом танце. Звезды Вольфа-Райе настолько массивны, что сжигают свое топливо и коллапсируют в черные дыры или взрываются сверхновыми всего за несколько сотен тысяч лет. Для сравнения: наше Солнце светит уже около четырех с половиной миллиардов, и сегодня находится примерно в середине своей жизни.
Туманность M1-67 окружает взорвавшуюся звезду Вольф-Райе 124. Снимок космического телескопа Хаббл
Звезды Вольфа-Райе извергают гигантское количество газов и заряженных частиц. Преимущественно это легкие элементы, вроде гелия, но иногда задействуются и более тяжелые, например, углерод. Астрономы выяснили, что ветра звезд системы Вольфа-Райе 140, сближающихся друг с другом раз в восемь лет, спрессовывают содержащие углерод газы в крошечные твердые частицы. Эта пыль затем с огромной скоростью выталкивается в космос, образуя тот самый «отпечаток пальца», который видит «Джеймс Уэбб». Вполне возможно, что эта последовательность событий запускает процесс, приводящий к образованию сверхконденсированного газопылевого облака, из которого впоследствии рождаются новые звезды.
Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать ее "плюсиком" или подписаться на этот канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.
Мы искренне ценим каждого нашего читателя. Если вы захотите поддержать нас материально (по кнопке ниже), то ваше имя/никнейм будут указаны в конце следующей публикации. Это наш маленький способ сказать "спасибо" за вашу доброту и поддержку!