Фрагмент фотографии туманности Тарантул высокого разрешения
Фрагмент фотографии туманности Тарантул высокого разрешения   -   Авторское право  Источник: NASA images

Самые впечатляющие снимки, сделанные космическим телескопом "Джеймс Уэбб" за минувший год

Прошел год с момента запуска космического телескопа “Джеймс Уэбб” (James Webb Space Telescope), и он продолжает радовать учёных и любителей захватывающими дух снимками из глубин космоса.

Те детали, которые сегодня видит “Джеймс Уэбб”, никогда нельзя было бы различить “невооруженным глазом” или с помощью расположенной на Земле аппаратуры: путешествуя сквозь свет и пространство, “Джеймс Уэбб” увидит Вселенную у её истоков - события и галактики, которые наш разум едва ли может постичь.

Исполняя функцию машины времени, мощный космический телескоп с отражающей поверхностью диаметром 6,5 метров передал первые изображения на Землю этим летом, 12 июля. На снимках - далекие галактики, умирающие звезды и атмосфера вокруг планет за пределами нашей Солнечной системы.

Мы собрали лишь некоторые из самых впечатляющих снимков, опубликованных американским космическим агентством на сегодняшний день.

Более пристальный взгляд на Столпы Творения

Телескоп “Джеймс Уэбб” смог сделать весьма детальную фотографию знаменитых Столпов Творения, которые мы впервые увидели ещё в 1995 году благодаря снимкам, сделанным первым космическим телескопом НАСА "Хаббл". “Столпы” расположены на расстоянии около 7000 световых лет от Земли, здесь продолжается активное формирование звёзд в плотных облаках газа и космической пыли.

Трехмерное изображение Столпов Творения похоже на скальные образования, но словно проницаемые, полупрозрачные. “Столпы” состоят из холодного межзвездного газа и пыли, которые кажутся полупрозрачными в ближнем инфракрасном свете.

Новый снимок Столпов Творения 2022 года, сопоставленный со сделанными в 1995 и 2014 годах, поможет исследователям пересмотреть модели звездообразования, определив гораздо более точное количество новых, “молодых” звезд, а также количество газа и пыли в этом регионе Вселенной.

Со временем они помогут выстроить более четкое понимание того, как звезды формируются, вырываясь из пылевых облаков на протяжении миллионов лет.

Источник: Space Telescope Science Institute Office of Public Outreach
Комбинированный снимок, предоставленный НАСА, со Столпами Творения: слева фото космического телескопа Хаббл (2014 год), а справа - телескопа "Джеймс Уэбб" (2022 год)Источник: Space Telescope Science Institute Office of Public Outreach

28 октября НАСА опубликовало второе изображение Столпов Творения, на этот раз полученное с помощью средне-инфракрасного инструмента “Джеймса Уэбба” (MIRI). По словам специалистов НАСА, это сильно “запылённое” изображение делает его одновременно мрачным и "леденящим душу".

Хотя свет среднего инфракрасного диапазона детально выявляет те места, где находится больше звёздной пыли, на этих длинах волн большинство окружающих звезд оказываются недостаточно яркими, чтобы проявиться на фото.

"Вместо этого эти нависающие, свинцового оттенка столбы газа и пыли поблескивают по краям, как бы намекая на активность внутри", - пояснили в НАСА.

Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
Столпы Творения, увиденные телескопом "Джеймс Уэбб" в среднем инфракрасном диапазонеИсточник: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Тысячи молодых звезд в туманности Тарантул

На снимках, опубликованных НАСА в сентябре, эмиссионная туманность NGC 2070 в созвездии Золотой Рыбы предстает во всей своей красе.

Известная также как “туманность Тарантул”, она хорошо знакома многим астрономам, которые изучают звездообразование: это одна из самых крупных и ярких звездообразующих областей в галактиках, ближайших к нашему Млечному Пути.

Туманность Тарантул находится на расстоянии 161 000 световых лет от нас в галактике Большое Магелланово Облако. Свое название она получила благодаря длинным пылевым нитям, на старых снимках напоминавшим паучьи лапки.

Однако “Джеймс Уэбб” запечатлел звездные “ясли” с новой степенью четкости, показав десятки тысяч не изученных молодых звезд, которые на более ранних изображениях были окутаны космической пылью.

NASA, ESA, CSA, STScl, and Webb ERO Production Team via AP
На снимке телескопа "Джеймс Уэбб", опубликованном НАСА 6 сентября 2022 года, показана область звездообразования туманности ТарантулNASA, ESA, CSA, STScl, and Webb ERO Production Team via AP

Знаменитая “Призрачная галактика”

На этом захватывающем снимке - так называемая Призрачная галактика (M74). Способность "Уэбба" улавливать более длинные волны света позволяет ученым точно определять области звездообразования в таких галактиках, как М74.

На снимке видны массы газа и пыли в рукавах галактики и плотное скопление звезд в ее ядре.

Источник: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST Team
Галактика М74 ("Призрачная") "глазами" космического телескопа "Джеймс Уэбб"Источник: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST Team

Первое прямое изображение далекой экзопланеты

НАСА также опубликовало беспрецедентные наблюдения за планетами, расположенными за пределами Солнечной системы. Для этих фотографий использовался мощный инфракрасный “глаз” телескопа "Джеймс Уэбб" для выявления новых деталей, которые наземные телескопы обнаружить не способны.

Изображение экзопланеты HIP65426b, газового гиганта, масса которого в 6-12 раз превышает массу Юпитера, - это первый случай, когда космический телескоп получил прямое изображение планеты за пределами Солнечной системы.

Источник: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI)
Комбинированное изображение экзопланеты HIP65426b в различных спектрах инфракрасного света, вид с космического телескопа "Джеймс Уэбб"Источник: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI)

"Это революционный момент не только для “Джеймса Уэбба”, но и для астрономии в целом", - комментирует открытие руководивший этими наблюдениями Саша Хинкли, доцент физики и астрономии в британском университете Эксетера.

По словам представителей НАСА, получение прямых изображений экзопланет - сложная задача, поскольку звезды намного ярче планет.

Расположенная на расстоянии 355 световых лет от Земли, HIP65426b очень “юная” планета возрастом от 15 до 20 миллионов лет. Для сравнения возраст Земли учёные сегодня определяют в 4,5 миллиарда лет.

Экзопланета HIP65426b находится в 100 раз дальше от своей материнской звезды, чем Земля от Солнца, и это удаленное расположение позволило телескопу различить планету, отделив её на снимке от звезды. Тем не менее планета более чем в 10 000 раз тусклее своей звезды в ближнем инфракрасном спектре и в несколько тысяч раз тусклее в среднем инфракрасном спектре.

"Получение этого изображения было похоже на раскопки космических сокровищ, - рассказывает Ааринн Картер, учёный Калифорнийского университета в Санта-Крузе, руководивший анализом снимков. - Сначала я видел только свет от звезды, но при тщательной обработке изображений мне удалось убрать этот свет и обнаружить планету".

Юпитер и его луны, какими их еще никогда никто не видел

Ученые НАСА также опубликовали новые снимки самой большой планеты Солнечной системы, назвав полученные результаты "совершенно потрясающими".

Телескоп "Джеймс Уэбб" сделал эти фотографии еще в июле, запечатлев беспрецедентные виды северного и южного сияния Юпитера и клубящуюся полярную дымку. Большое красное пятно Юпитера - буря, способная целиком проглотить Землю, - ярко выделяется на фоне бесчисленных мелких бурь.

Источник: AP / NASA
Изображение Юпитера высокого разрешения, полученное с помощью телескопа "Джеймс Уэбб"Источник: AP / NASA

Особенно впечатляет широкоугольный снимок, на котором видны слабые кольца вокруг планеты, а также две крошечные луны на фоне сверкающих галактик.

"Мы никогда не видели Юпитер таким. Это просто потрясающе", - восхищается астроном Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли, которая специализируется на планетах и координировала наблюдения посредством космического телескопа.

"Честно говоря, мы не ожидали, что снимки будут настолько хороши", - отметила де Патер в своем комментарии.

Инфракрасные изображения были искусственно окрашены в синий, белый, зеленый, желтый и оранжевый цвета, по словам американо-французской исследовательской группы, чтобы выделить особенности околопланетарной среды.

Другие открытия: как эволюционирует галактика Колесо Телеги?

Среди последних снимков космического телескопа "Джеймс Уэбб" - серия с галактикой Колесо Телеги в более глубоком свете. Это ещё один шаг вперед в нашем понимании Вселенной: пример Колеса Телеги помогает понять, что происходит после столкновения двух галактик.

Ученые считают, что галактика ESO 350-40 или “Колесо Телеги”, кольцевая галактика, расположенная на расстоянии более 500 миллионов световых лет от нашей планеты и обязанная своим названием яркому внутреннему кольцу и разноцветному внешнему кольцу, когда-то была частью большой спирали, подобной Млечному Пути, до того, как другая галактика врезалась в нее и прошла насквозь.

NASA via AP
Большая розовая галактика с крапинками напоминающая колесо телеги с маленьким овальным центром, пылевые облака ними справа и две меньшие спиральные галактикиNASA via AP

Просматривая с помощью инфракрасных камер космическую пыль, образовавшуюся в результате столкновения, телескоп показал, как изменилась галактика "Колесо телеги" после столкновения с другой галактикой, меньшего размера, миллиарды лет назад.

Внешний вид галактики, который напомнил ученым колесо телеги, обусловлен высокоскоростным столкновением, сообщает НАСА. Из центра столкновения два кольца галактики расширялись наружу, создавая редкую кольцеобразную форму.

Ученым еще никогда не удавалось настолько проникнуть в хаос галактики "Колесо телеги", чтобы осмыслить его.

NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team
Камерой MIRI позволяет увидеть в среднем инфракрасном диапазоне мелкие детали пылевых областей и молодых звезд в галактике Колесо ТелегиNASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

Космический телескоп "Хаббл" уже заглядывал в эту галактику, но большое количество пыли, окружающее Колесо телеги, не позволило телескопу наблюдать явления, происходящие внутри галактики.

Но теперь, благодаря инфракрасным камерам телескопа "Джеймс Уэбб", ученые могут заглянуть в яркий центр галактики.

Для этого изображение создается путем объединения камер ближнего инфракрасного (NIRCam) и среднего инфракрасного (MIRI) диапазонов, которые способны видеть сквозь пыль и переносить в изображение световые волны, длина которых невозможна для восприятия в нормальных световых условиях.

Полученное изображение показывает образование новых звезд в результате столкновения галактик - процесс, который еще не до конца изучен.

Источник: NASA
На снимке, сделанном телескопом "Джеймс Уэбб", - край близлежащей молодой звездообразующей эмиссионной туманности NGC 3324 в созвездии КиляИсточник: NASA

Как поясняют в НАСА, яркое ядро в центре галактики содержит горячую звёздную пыль, а наиболее яркие области являются питомником для гигантских молодых звездных скоплений.

То, что можно увидеть на внешнем кольце, с другой стороны, является формированием новых звезд.

Галактика Колесо Телеги продолжает свою эволюцию и ещё будет трансформироваться, обещая раскрыть больше секретов о том, как галактики эволюционируют с течением длительного времени, ведь на это уходят миллиарды лет.

Преемник космического телескопа "Хаббл" стоимостью 10 миллиардов долларов был создан НАСА совместно с Европейским космическим агентством. Запуск капсулы с телескопом “Джеймс Уэбб” на орбиту не раз откладывался. Наконец, проект стартовал 25 декабря 2021 года и уже с лета ведет наблюдения за космосом в инфракрасном диапазоне.

Ученые надеются подробнее рассмотреть с помощью нового телескопа процессы зарождения Вселенной, заглянув в прошлое, когда 13,7 млрд лет назад после “Большого взрыва” стали формироваться первые звезды и галактики.

Обсерватория находится на расстоянии 1,6 млн км от Земли.

Журналист • Giulia Carbonaro