«Джеймс» Уэбб» сфотографировал Кассиопею А

NASA опубликовало новое эффектное изображение, сделанное космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST). Он сфотографировал Кассиопею А: туманность, образовавшуюся на месте недавно взорвавшейся звезды.

Кассиопея А давно привлекает внимание астрономов. Она расположена на расстоянии 11 тысяч световых лет от Земли и представляет собой один из наиболее молодых остатков сверхновых в Млечном Пути. Считается, что свет от ее вспышки должен был достичь нашей планеты примерно 340 лет назад. Однако в исторических хрониках нет никаких записей об этом событии. Существует предположение, что незадолго до взрыва звезда выбросила большое количество вещества. Оно плотно окутало ее и поглотило свет от вспышки.

Лишь в 1947 году астрономы обнаружили в созвездии Кассиопеи мощный радиоисточник, который позже был соотнесен с остатком сверхновой. В последующем его удалось идентифицировать и в оптическом диапазоне. Наблюдения показали, что образовавшаяся в результате гибели звезды туманность имеет радиус в 5 световых лет. Ее вещество разогрето до температуры порядка 30 млн градусов и расширяется со скоростью 4 — 6 тысяч км/с.

Благодаря близости к Земле и своей молодости, Кассиопея А является объектом пристального изучения со стороны многих астрономов и астрофизиков. Ее неоднократно фотографировали как наземные обсерватории, так и космические телескопы, в том числе Hubble, Chandra и IXPE. Теперь же этот список пополнил и JWST. Благодаря его возможности вести наблюдения в инфракрасном диапазоне астрономы получили невероятное по степени детализации изображение, демонстрирующей множество ранее неизвестных подробностей ее структуры.

Фото JWST демонстрирует расширяющийся пузырь, во внешней части которого заметны шлейфы, отмеченные оранжевым и красным цветами, содержащие много теплой пыли. Они отмечают зоны, где произошло столкновение выброшенного при взрыве вещества звезды и околозвездного газа и пыли.

Внутри туманности заметны нити розового цвета, покрытые узлами и скоплениями вещества, которые содержат много тяжелых элементов, таких как кислород, аргон и неон, рожденных в недрах погибшей звезды. Видна также петлеобразная структура, отмеченная зеленым цветом. Ее природа пока что остается загадкой для астрономов.

Стоит подчеркнуть, что цвета на снимке JWST являются искусственными и не соответствуют тому, что мог бы увидеть человеческий глаз. Каждый цвет соответствует инфракрасному излучению на определенной длине волны.

Уран глазами телескопа «Джеймс Уэбб»

Свежий снимок Урана и его колец от телескопа «Джеймс Уэбб». В инфракрасном диапазоне они конечно выглядят значительно ярче, чем их бы увидел человеческий глаз.

Эффектности кадру добавляет то, что в северном полушарии Урана скоро наступит лето, поэтому сейчас его северный полюс почти точно направлен на Землю. Это объясняется аномальным наклоном оси вращения планеты (фактически, она вращается лежа на боку). В то время как северное полушарие планеты сейчас освещено Солнцем, в южном полушарии царит полярная ночь. Поскольку Уран совершает один оборот вокруг Солнца за 84 года, его полярная ночь длится 42 года.

Также был опубликован панорамный снимок «Уэбба», на котором помимо Урана попали его крупнейшие спутники. Всего седьмая планета от Солнца обладает как минимум подтвержденными 27 компаньонами, но вероятно, это число выше.

Во вторник в журнале Nature Astronomy вышла прошедшая рецензию статья, которая утвердила статус самой древней из наблюдаемых галактик. Объект JADES-GS-z13-0 образовался через 320 млн лет после Большого взрыва. На нынешнем отрезке жизни Вселенной это всего 2 % от её существования. Открытие бросает вызов нашему чёткому пониманию эволюции звёзд, галактик и даже самой Вселенной.

Галактика JADES-GS-z13-0 и три других подобных объекта в ранней Вселенной были обнаружены летом прошлого года в первых обзорах космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Это были фотометрические обзоры, которые не позволяют оценить истинное расстояние или, если угодно, возраст галактик. Об удалённости светящихся объектов во времени говорит их спектр. Точнее, анализ линий спектра молекулярного водорода и поиск так называемого предела Лаймана (длина волны 91,15 нм). Спектр обрывается на этой границе, и это служит точкой отсчёта для вычисления величины красного смещения объекта и его удалённости от нас.

Учёные из международной группы астрономов использовали инфракрасные спектрографы «Джеймса Уэбба» для вычисления красного смещения четырёх галактик в ранней Вселенной: JADES-GS-z10-0, JADES-GS-z11-0 и JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z13-0. И если до этого все четыре галактики были кандидатами в своей категории, то после спектрального анализа и публикации статьи они стали тем, чем являются — первые три галактики находятся на отрезке менее 450 млн лет после Большого взрыва и их красные смещения, соответственно, равны 10,38, 11,58 и 12,63, а четвёртая и вовсе рекордсмен!

Самой далёкой от нас стала галактика JADES-GS-z13-0 со смещением 13,2 или обнаруженная через 320 млн лет после Большого взрыва. Прежний рекорд был установлен в наблюдениях «Хаббла» — галактика GN-z11 со смещением 10,95 или на этапе 400 млн лет после Большого взрыва.

Также изучение всех четырёх объектов показало, что они имеют массы примерно 100 млн солнечных масс, что для первых галактик нормально. Наш Млечный Путь, например, имеет массу 1,5 трлн солнечных масс. При этом в юных галактиках происходит активное звездообразование (относительно их масс) — каждый год там рождается примерно по три звезды массы Солнца. Кроме того, как положено юным галактикам, они бедны на металлы или на химические вещества тяжелее гелия.

В принципе, открытие галактик в такой ранний период эволюции Вселенной крайне познавателен, но не столь необычен. Необычность, которая бросает вызов нашим знаниям о Вселенной, в том, что таких объектов много больше и они более активны, чем считалось ранее. Тот же «Джеймс Уэбб» обнаружил чуть позже шесть очень массивных галактик в ранней Вселенной, где им быть в теории не положено, но они там есть.

«Джеймс Уэбб» измерил температуру каменной экзопланеты в системе TRAPPIST-1

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые измерил температуру дневной стороны каменной экзопланеты в звездной системе TRAPPIST-1. Оказалось, что она составляет примерно 230 °C. При этом у экзопланеты нет значимой атмосферы.

Красный карлик TRAPPIST-1 расположен на расстоянии 41 светового года от Солнца. По звездным меркам, это очень небольшое и холодное светило. Его радиус лишь немного превосходит радиус Юпитера, масса составляет 9% от массы Солнца, а температура поверхности 2 300 °C.

В 2016 – 2017 годах астрономы обнаружили сразу семь каменных экзопланет в системе TRAPPIST-1. С точки зрения своего расположения они характеризуются очень плотной «упакованностью». Орбиты первой и седьмой планеты разделены дистанцией, составляющей всего 6 млн км. Для сравнения, в Солнечной системы этот показатель равен 2,8 млрд км.Но самое интересное в TRAPPIST-1 это то, что орбиты сразу трех ее миров лежат в т. н. зоне обитаемости. Они получают от своей звезды достаточное количество энергии, чтобы при наличии подходящих атмосферных условий на их поверхности могла существовать вода в жидком виде. Все это делает систему TRAPPIST-1 крайне привлекательным объектом для исследований. Неудивительно, что она стала одной из первоочередных целей для JWST.

Целью первых наблюдений JWST стала внутренняя экзопланета TRAPPIST-1b. По размерам и массе она немного больше Земли, ее орбита проходит на расстоянии 1,7 млн км от родительской звезды.

JWST сосредоточился на измерении энергии, выделяемой экзопланетой в виде инфракрасного излучения. Для этого астрономы использовали метод, называемый фотометрией вторичного затмения. JWST измерял изменение яркости системы по мере того, как TRAPPIST-1b проходил за своей звездой. Благодаря высокой чувствительности своих инструментов, которая намного превосходит показатели предшественников, космическая обсерватория сумела рассчитать, сколько именно инфракрасного света испускает дневная сторонаTRAPPIST-1 b. Анализ показал, что этот показатель соответствует средней температуре поверхности в 230 °C.

Кроме того, астрономам удалось исключить наличие у TRAPPIST-1 b плотной атмосферы. Дело в том, что экзопланета постоянно обращена к своей звезде одной и той же стороной. Если бы у нее имелась атмосфера, то она бы осуществляла перераспределение тепла и дневная сторона была бы немного холодней.

Однако JWST не удалось выявить никаких признаков подобного процесса. Анализ результатов пяти отдельных наблюдений говорит о том, что излучение TRAPPIST-1 b почти идеально соответствуют абсолютно черному телу, состоящему из голой породы и лишенному атмосферы. Кроме этого, не было выявлено никаких признаков поглощения света углекислым газом, что тоже свидетельствует о том, что у экзопланеты нет значимой атмосферы.