Космический телескоп Джеймс Уэбб — крупнейшая инфракрасная обсерватория, запущенная 25 декабря 2021 года ракетой «Ариан‑5» и работающая на гало‑орбите вокруг точки Лагранжа L2 в 1,5 млн км от Земли, где гигантский пятислойный экран (размером с теннисный корт!) защищает его от тепла Солнца, Земли и Луны. Наблюдая в диапазоне примерно 0,6–28,5 мкм, «Уэбб» заглядывает в эпохи первых галактик, изучает зарождение планет и «погружает» инфракрасный взгляд в пыльные области, недоступные телескопам видимого диапазона.

Сердце обсерватории — составное зеркало диаметром 6,5 м из 18 позолоченных бериллиевых сегментов, раскрывающееся уже в космосе и выравниваемое с точностью до десятков нанометров, чтобы дать резкое изображение на инфракрасных волнах.

Пятислойный термощит из каптона с алюминиевым и кремниевым покрытиями охлаждает оптику ниже ~50 K, а прибор MIRI доводится до ещё более низких температур для работы в среднем ИК‑диапазоне, обеспечивая экстремальную чувствительность к самым тусклым источникам.

Набор инструментов включает NIRCam (изображения и фотометрия в ближнем ИК), NIRSpec (спектроскопия, в том числе мультиобъектная), MIRI (средний ИК) и связку FGS/NIRISS для точного наведения и специальных режимов наблюдений, покрывая ключевые задачи от съёмки до расщепления света на спектр.

Что уже увидел «Уэбб»
Первый «глубокий» снимок SMACS J0723.3−7327 и последующие обзоры показали невероятно далёкие и тусклые галактики, открывая окно в раннюю Вселенную и уточняя темпы звездообразования в юные космические эпохи. В ближнем окружении Солнечной системы обсерватория представила детальные портреты Юпитера с полярными сияниями и тонкими кольцами, показала яркие кольца Нептуна и Урана, а также изучила гейзеры Энцелада и динамику атмосфер на соседних планетах и спутниках. В экзопланетологии телескоп вывел в рутину то, что ещё недавно считалось подвигом: высокоточные спектры транзитных планет с линиями молекул и облачными эффектами, что прокладывает путь к сравнению «климатов» чужих миров.

Работа в точке Лагранжа L2 дарит стабильную «холодную» среду и широкое поле доступного неба, но требует экономного расхода топлива и тщательного теплового баланса, ради чего всё — от щита до ориентации — подчинено строгой терморегуляции. Реальные космические риски тоже не миф: в мае 2022 года один из сегментов ощутил удар микрометеороида, однако тонкая перенастройка оптики удержала качество изображения в пределах требований миссии и позволила продолжить науку без заметной потери остроты. И всё же главная «магия» Золотого ока — сочетание гигантского зеркала, криогенной инженерии и спектроскопии: именно она превращает красивые картинки в измерения, по которым пересобирается история материи — от звёздных материнских коробок до атмосфер далёких планет.

Исследование, проведённое Дженни Фредиани из Стокгольмского университета, выявило протопланетный диск с необычным химическим составом: в регионах, где могут формироваться планеты, подобные Земле, обнаружено неожиданно высокое содержание углекислого газа (CO₂).

Открытие, сделанное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), ставит под сомнение традиционные представления о химии мест рождения планет. Результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

«В отличие от большинства протопланетных дисков, где во внутренних областях доминирует водяной пар, этот диск удивительно богат углекислым газом», — отмечает Дженни Фредиани, аспирантка Стокгольмского университета. «Воды здесь настолько мало, что её практически не обнаружить резкий контраст с обычными наблюдениями».

Новообразованная звезда окружена газовым облаком, из которого формируется диск, где могут рождаться планеты. В традиционных моделях камешки с водяным льдом из холодного внешнего диска перемещаются во внутренние, где лед сублимируется, создавая сильные следы водяного пара. Однако спектры JWST/MIRI показали мощный сигнал CO₂.

«Это бросает вызов существующим моделям, поскольку высокое содержание углекислого газа по сравнению с водой трудно объяснить стандартными процессами», поясняет Фредиани.

Арьян Бик, научный сотрудник Стокгольмского университета, добавляет: «Такое количество CO₂ в зоне формирования планет неожиданно. Возможно, интенсивное ультрафиолетовое излучение — от звезды-хозяина или соседних массивных звёзд — изменяет химический состав диска».

Также были обнаружены редкие изотопы CO₂, обогащённые углеродом-13 и кислородом-17 и 18, хорошо видимые в данных JWST. Эти изотопы могут помочь понять загадочные изотопные отпечатки в метеоритах и кометах — реликтах формирования Солнечной системы.

Диск с богатым CO₂ расположен в массивной области звездообразования NGC 6357, примерно в 1,7 килопарсеках (около 53 триллионов километров) от Земли. Открытие сделано в рамках проекта XUE, изучающего влияние экстремального ультрафиолетового излучения на химию дисков.

Мария-Клаудия Рамирес-Таннус из Института астрономии Макса Планка и руководитель XUE отмечает: «Это захватывающее открытие показывает, как экстремальные радиационные условия в массивных звёздных регионах меняют строительные блоки планет. Поскольку большинство звёзд и планет формируются в таких условиях, понимание этих процессов важно для оценки разнообразия планетарных атмосфер и их пригодности для жизни».

Прибор MIRI на JWST позволяет астрономам наблюдать удалённые, покрытые пылью диски с беспрецедентной детализацией в инфракрасном диапазоне от 5 до 28 микрон. MIRI сочетает камеру и спектрограф, а также оснащён коронографами для наблюдения экзопланет.

Сравнивая экстремальные условия массивных звёздных областей с более спокойными регионами, исследователи раскрывают экологическое разнообразие, формирующее планетарные системы. Астрономы из Стокгольмского университета и Чалмерса участвовали в разработке прибора MIRI, расширяя возможности изучения процессов формирования планет.

Космический телескоп Джеймса Уэбба за последние два года открыл астрономам новый класс загадочных объектов — так называемые маленькие красные точки (Little Red Dots, LRDs). Эти компактные и крайне яркие системы, существовавшие всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, сразу поставили под сомнение привычные теории звёздо- и галактикообразования. Их необычная светимость, закрытые пылью спектры и невероятно малые размеры — порядка тысячи световых лет — не вписывались в стандартные сценарии космологии.

Если гипотеза о «медленных» гало тёмной материи подтвердится, то это заметно повлияет на представления о будущем исследований Вселенной и всей космологии в целом.

У нас появится простая и проверяемая модель раннего формирования галактик. Это позволит точнее интерпретировать данные JWST и планировать наблюдения с новыми инструментами, включая наземные радиоинтерферометры и будущие телескопы следующего поколения (например, ELT и Athena).

Такая концепция помогает понять происхождение сверхмассивных чёрных дыр. Если маленькие красные точки действительно были их «колыбелью», это означает, что квазары и массивные ядра галактик могли вырасти гораздо быстрее, чем считалось ранее. Это повлияет на прогнозы эволюции космических структур и уточнит нашу картину самых ранних миллиардов лет Вселенной.

Как следствие, подтверждение редких низкоспиновых гало как особого класса объектов даст новый инструмент для «картирования» распределения тёмной материи. Это создаёт перспективы поиска не только первых чёрных дыр, но и проверки фундаментальных моделей космологии.

Наука - двигатель прогресса, такие открытия «подтягивают» инженерные задачи: нужны более чувствительные рентгеновские, ИК и радиоинструменты, чтобы фиксировать слабые сигналы молодых галактик. В итоге разговор о LRDs становится не только академическим, но и технологическим: он задаёт повестку для будущего космических обсерваторий.

Космический телескоп Джеймса Уэбба открыл загадочные маленькие красные точки (Little Red Dots, LRDs) — крошечные, но чрезвычайно яркие галактики, появившиеся вскоре после Большого взрыва. Их размеры не превышают тысячи световых лет, но светимость слишком велика для стандартных моделей раннего формирования звёзд и галактик.

Новое исследование объясняет феномен: LRDs могли рождаться в редчайших гало тёмной материи с крайне низким вращением. В таких условиях газ стремительно сжимается, формируя компактные и плотные системы. Это объясняет их яркость, малые размеры и редкость в космосе. По мере накопления углового момента подобные объекты исчезали, что согласуется с их существованием только на ранних этапах Вселенной.

Учёные полагают, что LRDs могли быть «инкубаторами» первых чёрных дыр или кратковременными вспышками интенсивного звездообразования. Чтобы понять их природу окончательно, требуются новые наблюдения в радио, ИК и рентгеновском диапазонах.

Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил 29й спутник у планеты Уран.

Диаметр находки всего десять километров. Найденный объект получил обозначение S/2025 U1.

Источник

***

Телеграм тут. На него можно подписаться, если интересно больше узнать о книгах в жанре фантастика, в том числе и моих и многое другое.

Официальная авторская страница на AuthorToday здесь.