Джеймс Уэбб

Виды галактик и туманностей с телескопа, расположенного на земле, с космического телескопа Хаббл (Hubble Space Telescope) и с космического телескопа Джеймса Уэбба (James Webb Space Telescope)

Галактика Сомбреро (The Sombrero Galaxy), также известная как Messier Object 104 - расположена на границах созвездий Девы и Ворона. Она находится примерно в 9,55 мегапарсеках (31,1 миллиона световых лет) от нашей галактики Млечный Путь.

NGC 3132 (NGC 3132), известная как Южная кольцевая планетарная туманность (Southern ring planetary nebula), представляет собой яркую и широко изученную планетарную туманность в созвездии Вела. Ее расстояние от Земли оценивается примерно в 613 парсек или 2000 световых лет.

Столпы Творения (The Pillars of Creation) - это колонны холодного межзвездного водорода и пыли, которые служат инкубаторами для новых звезд. Они являются частью туманности Орла, области звездообразования в созвездии Змеи, расположенной на расстоянии 7000 световых лет от нас.

Туманность Тарантул (The Tarantula Nebula), также известная как 30 Дораду (30 Doradus), представляет собой обширную область H II в Большом Магеллановом Облаке. Расстояние до нее около 49 килопарсеков (160 000 световых лет) делает ее чрезвычайно ярким незвездным объектом. Фактически, если бы туманность Тарантул находилась так близко к Земле, как туманность Ориона, она отбрасывала бы видимые тени.

Южная галактика Вертушка (The Southern Pinwheel Galaxy), также известная как Messier 83 (M83), представляет собой спиральную галактику с перемычкой, расположенную примерно в 15 миллионах световых лет от нас на границе созвездий Гидры и Центавра.

Туманность Киля (The Carina Nebula), также известная как Туманность Эта Киля (Eta Carinae Nebula), представляет собой обширную и сложную область ярких и темных туманностей, расположенную в созвездии Киля. Туманность находится в рукаве Киля-Стрельца нашей галактики Млечный Путь, примерно в 8500 световых годах от Земли.

«Джеймс Уэбб» подтвердил открытие самой древней галактики — менее чем в 300 млн световых лет от Большого взрыва

До недавнего времени самой древней подтверждённой галактикой была JADES-GS-z13-0, обнаруженная через 320 млн лет после Большого взрыва. Новой самой древней галактикой стала JADES-GS-z14-0, пойманная в объектив «Уэбба» менее чем через 300 млн лет после Большого взрыва. Масса этой галактики оказалась примерно на уровне 10 % от массы Млечного Пути, а её звёздное население росло со скоростью 25 солнечных масс в год. Обнаружить такой яркий объект и так рано — это ломает устоявшиеся представления об эволюции звёзд и галактик. Слово за вами, теоретики!

Сурс:

https://3dnews.ru/1105736/dgeyms-uebb-podtverdil-otkritie-eshchyo-bole-drevney-galaktiki-ona-bila-polna-gizni-menee-chem-cherez-300-mln-posle-bolshogo-vzriva

Галактика - одиночка NGC1559

Телескоп «Джеймс Вебб» запечатлел галактику-одиночку NGC 1559. Она находится в 35 млн световых лет от Земли и не входит в скопление галактик и не имеет рядом с собой галактик спутниц или соседей. В галактике NGC1559 происходит активное образование молодых звезд - голубые и красные области.

«James Webb» открыл вторую по удаленности от нас галактику среди всех известных Увидеть столь древний объект помог эффект гравитационного линзирования. Космический телескоп «James Webb» открыл вторую по удаленности от нас галактику среди всех когда-либо наблюдавшихся. Она обнаружена на снимке области гигантского скопления Пандора и, по оценкам астрономов, уже существовала спустя всего 330 миллионов лет после Большого взрыва. Результаты исследования представлены в журнале The Astrophysical Journal Letters. «О ранней Вселенной известно очень мало, и единственный способ узнать о том времени и проверить наши теории – изучить самые далекие галактики. До нашего открытия было известно только три подтвержденные галактики, расположенные на столь экстремальном расстоянии. Теперь их пять, мы добавили в коллекцию вторую и четвертую по удаленности от Земли», – рассказывают авторы исследования. Свет от галактик, получивших обозначение UNCOVER z-13 и UNCOVER z-12, путешествовал до Земли примерно 13,4 миллиарда лет. Однако, по расчетам астрономов, сегодня из-за расширения Вселенной они удалены от нас на расстояние около 33 миллиардов световых лет. «Эти ранние галактики подобны маякам, свет которых пробивается сквозь очень разреженный газообразный водород, заполняющий раннюю Вселенную. Открытие таких объектов является важнейшим для понимания того, как появились первые галактики», – заключили авторы исследования.

Регион Стрельца C – область у центра Млечного пути протяжённостью около 50 световых лет в кадре Джеймса Уэбба На снимок вместилось почти 500 000 звезд. Обширная область ионизированного водорода, показанная голубым цветом, окружает тёмное инфракрасное облако, которое имеет большую плотность и блокирует свет далеких звезд позади него.

«Джеймс Уэбб» впервые зафиксировал тяжёлый полуметалл, появившийся при слиянии нейтронных звёзд

В ходе изучения яркого гамма-всплеска GRB 230307A, источником которого стала килоновая (слияние двух нейтронных звёзд), «Джеймс Уэбб» зафиксировал спектры, характерные для присутствия теллура — тяжёлого полуметалла, который на Земле встречается реже, чем платина. Это первый раз, когда исследователи нашли прямое доказательство синтезу тяжёлых металлов в процессе слияния нейтронных звёзд, подтвердив свои догадки.

Иллюстрация слияния двух нейтронных звёзд

Килоновые чрезвычайно редки, что затрудняет наблюдение за этими событиями. Короткие гамма-всплески (GRB), традиционно считающиеся продолжительностью менее двух секунд, могут быть побочными продуктами этих нечастых эпизодов слияния. Длинные гамма-всплески могут длиться несколько минут и обычно связаны со взрывной смертью массивной звезды.

Случай GRB 230307A особенно примечателен. Впервые обнаруженный «Ферми» в марте, это второй по яркости гамма-всплеск, наблюдаемый за более чем 50 лет наблюдений, примерно в 1000 раз ярче, чем типичный гамма-всплеск, который наблюдает «Ферми». Он также длился 200 секунд, что прочно отнесло его к категории длительных гамма-всплесков, несмотря на другое происхождение.

Спектральные данные килоновой GRB 230307A, наблюдаемые космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Видно отчетливый пик в области спектра, связанной с теллуром

Возможности «Уэбба» в совокупности с возможностями других наземных и космических телескопов, успевших зафиксировать вспышку (таких как «Ферми») не просто помогли исследователям обнаружить теллур, но и позволили оперативно восстановить историю GRB 230307A.

Изучаемая килоновая образовалась из двойной звёздной системы, когда‑то состоявшей из обычных сверхмассивных звёзд. Потом одна из них взорвалась и стала нейтронной звездой, а после и вторая звезда. Предположительно, взрывы, происходившие при образовании нейтронных звёзд, вынесли двойную систему за пределы их галактики‑хозяина, примерно на 120 тысяч световых лет от изначального местоположения.

Килоновая GRB 230307A и ее бывшая родная галактика

Килоновые — сравнительно редкие события во Вселенной. И исследователи рады, что смогли подробнее его изучить и задействовать мощности «Уэбба» для подтверждения некоторых теорий. В будущем группа учёных, занимающаяся этим направлением, углубится в изучение синтеза тяжёлых элементов при слиянии нейтронных звёзд и чёрных дыр. Благодаря «Уэббу» они рассчитывают проверить теорию о ключевой роли гамма-всплесков в синтезе тяжёлых элементов во Вселенной.

Статья спизжена отсюда и отсюда

«Джеймс Уэбб» увидел кристаллы кремнезема в облаках экзопланеты

В высоких облаках «раздутого» горячего юпитера ученые впервые засекли нанокристаллы кремнезема — одного из самых распространенных минералов на Земле.

Иллюстрация атмосферы горячего газового гиганта WASP-17b

Аэрозоли — будь то облака из жидких частиц или дымка из твердых частиц — один из фундаментальных компонентов атмосфер экзопланет. Эти частицы заглушают, отражают и рассеивают свет звезды и тем вносят большой вклад в весь энергетический баланс космического тела, а также химию и динамику его атмосферы.

Астрономы видят наличие облаков или дымки по изменениям света звезды, когда экзопланета пролетает на ее фоне. Но определить точный состав этих аэрозолей — более сложная задача. Вместе с тем она весьма интересна, потому что аэрозоли много говорят о самой планете: в аэрозолях земной атмосферы, к примеру, есть алюминий и литий, остающиеся от последствий пусков космической техники. Поэтому пока что каждое открытие нового соединения в атмосфере экзопланеты привлекает внимание.

Теперь впервые в атмосфере экзопланеты астрономы увидели нанокристаллы кремнезема. Все благодаря работе инструмента MIRI космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Результаты исследования опубликованы в Astrophysical Journal Letters.

Объектом наблюдений стала экзопланета WASP-17b, горячий юпитер в 1300 световых годах от Земли. По массе WASP-17b в два раза меньше Юпитера, зато по объему примерно в семь раз больше. Это одна из крупнейших и «пухлых» экзопланет из числа известных нам. Ее орбитальный период — всего 3,7 земного дня, что значительно упрощяет исследования.

В этот раз наблюдения вели на протяжении 10 часов, пока объект пролетал на фоне своей звезды. Инструмент MIRI для наблюдений в средней части инфракрасного диапазона сделал более 1275 измерений яркости излучения в диапазоне волн от пяти до 12 микронов.

Когда ученые «вычли» из этих данных чистое излучение звезды, они увидели на графике «холмик» в районе 8,6 микрона, который лучше всего объясняется наличием кристаллов кремнезема. По размеру эти кристаллы очень маленькие — всего 10 нанометров. Диаметр человеческого волоса в 10 тысяч раз больше.

Состав частиц в «облаках» WASP-17b. Фиолетовый график — спектр, смоделированный по данным «Уэбба», «Хаббла» и «Спитцера». Желтый пунктирный график — состав «облаков», если бы в них не было кремнезема

«Данные "Хаббла" сыграли ключевую роль в определении размеров этих частиц. Для уверенности в наличии там кремнезема нам достаточно данных MIRI, инструмента "Уэбба". Но чтобы понять, насколько большие эти кристаллы, нам понадобились наблюдения "Хаббла" в видимом и близком инфракрасном диапазонах», — рассказала соавтор работы Николь Льюис, профессор астрономии и руководитель исследования по созданию трехмерной модели атмосферы горячего юпитера, которое проводится в рамках программы Webb Guaranteed Time Observations (GTO).

Силикаты — минералы, богатые кремнием и кислородом — составляют значительную массу Земли, Луны и других каменистых объектов Солнечной системы. Они уже встречались астрономам в атмосферах экзопланет и в составе коричневых карликов, но в форме богатых магнием минералов вроде оливина и пироксена, а не чистого кремнезема.

Причем если в облака Земли частицы минералов попадают с поверхности планеты благодаря ветру, то на горячем юпитере WASP-17b нанокристаллы кремнезема формируются в верхних слоях самой атмосферы, в условиях высокой температуры, примерно 1500 градусов Цельсия, и очень низкого давления — одной тысячной земного.

«В этих условиях твердые кристаллы могут формироваться напрямую из газа, минуя фазу жидкого состояния», — объяснил главный автор исследования Дэвид Грант из Бристольского университета (Великобритания).

По словам ученого, из данных «Хаббла» они знали, что в атмосфере WASP-17b должны быть аэрозоли, но не ожидали, что в составе будет кремнезем.

«Мы ожидали увидеть силикаты магния, а засекли, вероятно, их "кирпичики" — маленькие частицы, необходимые для формирования более сложных силикатов, которые мы видим на более прохладных экзопланетах и коричневых карликах», — объяснила соавтор Ханна Уэйкфорд из Бристольского университета.

Горячие юпитеры вроде WASP-17b состоят в основном из водорода и гелия с небольшими примесями водяного пара и углекислого газа. И если учитывать лишь эти примеси, общая оценка количества кислорода в планете окажется сильно заниженной. Впрочем, и сейчас оценить объем кремнезема в облаках WASP-17b не удастся, потому что в рамках этого исследования инструмент MIRI наблюдал лишь окрестности терминатора — линии между дневной и ночной стороной экзопланеты.

Статья спизжена отсюда

На другой планете впервые нашли признаки вещества, которое на Земле вырабатывают водоросли

Наблюдения за экзопланетой в ста с лишним световых лет от нас позволили выявить в ее атмосфере газы, которые могут указывать на поверхностный водный океан. Еще там нашли признаки органического соединения, которое на Земле выделяют только живые организмы.

Экзопланета K2-18 b в представлении художника

В 2015 году на орбите звезды красного карлика K2-18 в созвездии Льва космический телескоп NASA «Кеплер» обнаружил экзопланету, которую обозначили как K2-18 b. Расстояние от нее до Земли — 120 световых лет, а само открытие было сделано с помощью транзитного метода. Он основан на обнаружении падения светимости звезды во время прохождения планеты перед диском родительского светила.

Дальнейшие наблюдения за K2-18 b, проведенные космическими телескопами «Спитцер» и «Хаббл», показали, что экзопланета в 8,6 раза массивнее Земли, а ее радиус в 2,6 раза больше земного. В ее атмосфере много водяного пара, есть водород и гелий.

Помимо этого, выяснилось, что K2-18 b вращается в так называемой зоне обитаемости — на таком расстоянии от родительской звезды, на котором планета получает необходимое количество тепла, чтобы вода на ее поверхности не превращалась в лед, а существовала в жидком состоянии.

Размер обитаемой зоны, уровень радиации, частота вспышек и продолжительность жизни звезд разного типа: красных (сверху), оранжевых (в центре) и желтых (снизу) карликов

Размер обитаемой зоны для разных типов звёзд

Иными словами, K2-18 b оказалась «суперземлей» — миром, масса которого превышает массу Земли, но меньше массы Нептуна, обладающим гелиево-водородной атмосферой с водными облаками и находящимся в «зоне обитаемости». В 2020 году ученые предположили, что на поверхности экзопланеты находится водный океан, кроме того, она может быть пригодна для поддержания жизни земного типа.

Чтобы оценить вероятность такого сценария, необходимо глубже исследовать состав атмосферы K2-18 b, ведь по наличию определенных газов можно понять, какие условия там существуют. Проблема в том, что подобные экзопланеты довольно сложно изучать, их буквально затмевает свет гораздо более крупных родительских звезд. Для детального анализа подходят лишь немногие методы исследования экзопланет, к тому же для полноты картины наблюдения важно проводить более чувствительными приборами с высокой разрешающей способностью.

К счастью, такие инструменты у людей имеются — самый большой и мощный космический телескоп в истории человечества «Джеймс Уэбб». Группа астрономов из Кембриджского университета (Великобритания) задействовала эту орбитальную обсерваторию, чтобы проанализировать свет родительского светила экзопланеты K2-18 b, проходящий через ее атмосферу, и определить наличие газов. Во время прохождения экзопланеты на фоне диска звезды свет последней проникает в верхние слои атмосферы экзопланеты, поэтому, изучая спектр этого света, можно выявить химические элементы, которые присутствуют в атмосфере космического тела. Результаты работы британские астрономы готовят к публикации в The Astrophysical Journal Letters, сейчас с ними можно ознакомиться на сайте ESA.

Данные, полученные телескопом «Уэбба», показали, что в атмосфере K2-18 b присутствуют углекислый газ (CO2), метан (CH4) и углерод (С). Наличие метана и углекислого газа в атмосфере экзопланеты, как предположили исследователи, подтверждает гипотезу о том, что под гелиево-водородной газовой оболочкой K2-18 b находится жидкий океан.

Метан легко разрушается под воздействием ультрафиолета, поэтому для поддержания его уровня в атмосфере необходимы постоянные источники. На Земле основные природные источники метана — озера, океаны, болота и живые организмы.

Спектры K2-18 b, полученные с помощью приборов «Уэбба» NIRISS (устройство формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф) и NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона). В атмосфере экзопланеты выявлено наличие метана, углекислого газа, а также признаки молекул диметилсульфида

Также телескоп обнаружил в атмосфере K2-18 b признаки молекулы органического соединения диметилсульфида (CH3SCH3). На нашей планете это продукт жизнедеятельности бактерий, еще его выделяют микроскопические водоросли, то есть на Земле диметилсульфид в скольких-нибудь заметных количествах производят только живые организмы.

«Результаты нашего исследования стали возможны благодаря беспрецедентной чувствительности "Уэбба", телескоп помог обнаружить спектральные особенности K2-18 b всего за два прохождения экзопланеты на фоне диска родительской звезды. Для сравнения, одно наблюдение транзита с "Уэбба" обеспечило точность, сопоставимую с восемью наблюдениями транзита с "Хаббла", проведенными в течение нескольких лет и в относительно узком диапазоне длин волн», — объяснил один из авторов исследования Субхаджит Саркар.

Ученые пока не делают поспешных выводов о том, что K2-18 b может быть пригодна для жизни земного типа. Они подчеркнули, что для подтверждения этой гипотезы нужны дальнейшие наблюдения, которые позволят точнее определить концентрацию диметилсульфида в атмосфере экзопланеты.

В будущих исследованиях британские астрономы планируют использовать спектрометр «Джеймса Уэбба» MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона), который, как надеются ученые, подтвердит их выводы и поможет измерить концентрацию газов в атмосфере, что еще больше прояснит, какие условия существуют на K2-18 b.

Стоит отметить, что хотя экзопланета находится в «зоне обитаемости» и, как теперь стало известно, в ее атмосфере содержатся молекулы метана, углекислого газа и углерода, это не означает, что на K2-18 b может быть пригодная для жизни обстановка. Большой размер экзопланеты (радиус в 2,6 раза больше земного) говорит о том, что значимую часть ее «внутренностей» может занимать мантия изо льда, как на Нептуне. С другой стороны, если там на поверхности плещется жидкий океан, он может быть слишком горячим, чтобы поддерживать жизнь.

Статья спизжена отсюда

Космический телескоп Джеймса Уэбба запечатлел галактику "Водоворот" в невиданных ранее деталях

Европейское космическое агентство опубликовало несколько снимков планетарной туманности Кольцо, которые сделали с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». 

 Источник: https://esawebb.org/images/weic2320c/