"Джеймс Уеб": тези десет вълнуващи изображения са само началото

© NASA, ESA, CSA STScI

Не е преувеличение, че космическият телескоп "Джеймс Уеб" (JWST) представлява нова ера за съвременната астрономия.

Изстрелян на 25 декември миналата година и напълно работещ от юли, телескопът предлага надзъртания във Вселената, които преди бяха непостижими за нас. Подобно на космическия телескоп "Хъбъл", JWST е в космоса, така че може да прави снимки със зашеметяващи детайли без изкривяванията на земната атмосфера.

Въпреки това, докато "Хъбъл" е в орбита около Земята на височина от 540 км, JWST е на 1.5 млн. км разстояние, далеч отвъд Луната. От тази позиция, далеч от намесата на отразената топлина на нашата планета, той може да събира светлина от цялата вселена далеч в инфрачервената част на електромагнитния спектър.

Тази способност, когато се комбинира с по-голямото огледало на JWST, най-съвременните детектори и много други технологични постижения, позволява на астрономите да погледнат назад към най-ранните епохи на Вселената.

Докато Вселената се разширява, тя разтяга дължината на вълната на светлината, пътуваща към нас, което кара по-отдалечените обекти да изглеждат по-червени. На достатъчно големи разстояния светлината от галактиката се измества изцяло от видимата част на електромагнитния спектър към инфрачервената. JWST е в състояние да изследва такива източници на светлина още от най-ранните времена, преди близо 14 млрд. години.

Телескопът "Хъбъл" продължава да бъде страхотен научен инструмент и може да вижда на оптични дължини на вълните, където JWST не може. Но телескопът "Уеб" може да вижда много по-навътре в инфрачервения спектър с по-голяма чувствителност и острота.

Нека да разгледаме десет изображения, които демонстрират зашеметяващата сила на този нов прозорец към Вселената.

1. Напасването на огледалата

© NASA/STScI/LegacySurvey/C. Jacobs

Въпреки годините тестове на Земята една толкова сложна обсерватория като JWST изисква обширна конфигурация и тестове, след като бъде разгърната в студа и тъмнината на Космоса.

Една от най-големите задачи беше 18-те шестоъгълни огледални сегмента да се разгънат и подравнят до част от дължината на вълната на светлината. През март НАСА пусна първото изображение (центрирано върху звезда) от напълно подравненото огледало. Въпреки че това беше само изображение за калибриране, астрономите веднага го сравниха със съществуващите изображения на това парче небе - със значително вълнение.

2. Spitzer срещу MIRI

© NASA/ESA/CSA/STScI

Това ранно изображение, направено, докато всички камери са били в процес на фокусиране, ясно демонстрира стъпката на промяна в качеството на данните, която JWST носи в сравнение с неговите предшественици.

Отляво е изображение от телескопа Spitzer, космическа инфрачервена обсерватория с 85-сантиметрово огледало; вдясно - същото поле от средната инфрачервена камера MIRI на JWST и 6.5-метровото огледало. Разделителната способност и способността за откриване на много по-слаби източници са показани тук, със стотици видими галактики, изгубени в шума на изображението на Spitzer. Ето какво може да направи едно по-голямо огледало, разположено в най-дълбокия, най-студен мрак.

3. Първото изображение на галактически куп

© NASA/STSci

Галактическият клъстер с прозаичното име SMACS J0723.3-7327 беше добър избор за първите цветни изображения, пуснати за обществеността от JWST.

Полето е претъпкано с галактики с всякакви форми и цветове. Комбинираната маса на този огромен галактически куп, на повече от 4 млрд. светлинни години, огъва пространството по такъв начин, че светлината от далечни източници на заден план се разтяга и увеличава - ефект, известен като гравитационни лещи.

Тези изкривени фонови галактики могат ясно да се видят като линии и дъги в това изображение. Полето вече е впечатляващо в изображенията на "Хъбъл" (вляво), но изображението близо до инфрачервения спектър на JWST (вдясно) разкрива изобилие от допълнителни детайли, включително стотици далечни галактики, които са твърде бледи или твърде червени, за да бъдат открити от неговия предшественик.

4. Квинтетът на Стефан

© NASA/STScI

Тези изображения показват грандиозна група от галактики, известна като Квинтета на Стефан, група, която отдавна представлява интерес за астрономите, изучаващи начина, по който сблъскващи се галактики взаимодействат една с друга гравитационно.

Отляво виждаме изгледа на "Хъбъл", а отдясно - средния инфрачервен изглед на JWST. Вмъкването показва силата на новия телескоп с увеличение на малка фонова галактика. В изображението на "Хъбъл" виждаме някои ярки звездообразуващи региони, но само с JWST се разкрива пълната структура на тази и околните галактики.

5. Стълбовете на Сътворението

© ASA, ESA, CSA, STScI

Така наречените Стълбове на Сътворението са едно от най-известните изображения в цялата астрономия, направено от "Хъбъл" през 1995 г. То демонстрира изключителния обхват на космически телескоп.

То изобразява регион на образуване на звезди в мъглявината Орел, където междузвезден газ и прах осигуряват фона на звездна детска стая, гъмжаща от нови звезди. Изображението вдясно, направено с близката инфрачервена камера на JWST (NIRCam), демонстрира допълнително предимство на инфрачервената астрономия - способността да надникнете през пелена от прах и да видите какво се крие вътре и отзад.

6. Протозвездата Пясъчен часовник

© NASA/STScI/JPL-Caltech/A. Tobin

Това изображение е друг акт на галактическо сътворение в Млечния път. Тази структура с форма на пясъчен часовник е облак от прах и газ, заобикалящ звезда в процес на формиране - протозвезда, наречена L1527.

Видим само в инфрачервения спектър, "акреционен диск" от падащ материал (черната лента в центъра) в крайна сметка ще активира протозвездата да събере достатъчно маса, за да започне синтезът на водород, и ще се роди нова звезда.

Междувременно светлина от все още формиращата се звезда осветява газа над и под диска и създава формата на пясъчен часовник. Нашият предишен изглед към това идва от Spitzer; количеството детайли отново е огромен скок напред.

7. Инфрачервеният Юпитер

© NASA/STScI

Мисията на телескопа Webb включва изобразяване на най-отдалечените галактики от началото на Вселената, но може да гледа и малко по-близо до дома.

Въпреки че JWST не може да гледа към Земята или вътрешните планети на Слънчевата система - тъй като винаги трябва да гледа в посока, различна от тази на Слънцето - той може да направи това към по-отдалечените части на нашата Слънчева система. Това близко до инфрачервеното изображение на Юпитер е красив пример, докато се взираме дълбоко в структурата на облаците и бурите на газовия гигант. Блясъкът на полярните сияния както на северния, така и на южния полюс е призрачно.

Това изображение беше изключително трудно за постигане поради бързото движение на Юпитер по небето спрямо звездите и поради бързото му въртене. Успехът доказа способността на телескопа "Уеб" да проследява изключително добре трудни астрономически цели.

8. "Галактиката фантом"

© ESA/NASA

Тези изображения на така наречената Галактика фантом, или M74, разкриват силата на "Джеймс Уеб" не само като най-новия и най-велик от астрономическите инструменти, но и като ценно допълнение към други страхотни инструменти. Средният панел тук комбинира видима светлина от "Хъбъл" с инфрачервена от "Уеб", което ни позволява да видим как звездната светлина (чрез "Хъбъл") и газът и прахът (чрез JWST) заедно оформят тази забележителна галактика.

Голяма част от науката за JWST е проектирана да се комбинира с оптичните изгледи на "Хъбъл" и други изображения, за да използва този принцип.

9. Изключително далечна галактика

© NASA/STScI/C. Jacobs

Въпреки че тази галактика - малкото червено петно в дясното изображение - не е сред най-зрелищно живописните, които Вселената ни може да предложи, тя е също толкова интересна от научна гледна точка.

Тази моментна снимка е от времето, когато Вселената е била само на 350 млн. години, което я прави сред първите галактики, образувани някога. Разбирането на подробностите за това как такива галактики растат и се сливат, за да създадат галактики като нашия собствен Млечен път 13 млрд. години по-късно, е ключов въпрос, и то с много оставащи мистерии, което прави открития като това много ценени.

Това е и изглед, който само JWST може да постигне. Астрономите не знаеха какво да очакват; изображение на тази галактика, направено с "Хъбъл", ще изглежда празно, тъй като светлината на галактиката се простира далеч в инфрачервения спектър от разширяването на Вселената.

10. Тази гигантска мозайка от Abell 2744

Това изображение е мозайка (много отделни изображения, зашити заедно), съсредоточена върху гигантския галактически куп Abell 2744, разговорно известен като Клъстера на Пандора. Самият брой и разнообразие от източници, които JWST може да открие, са умопомрачителни; с изключение на шепа звезди на преден план всяко петно светлина представлява цяла галактика.

Космическите зрелища може и да не са интригуващото от "Джеймс Уеб"

В част от тъмното небе, не по-голяма от част от пълната Луна, има безброй хиляди галактики, които наистина разкриват чистия мащаб на Вселената, която обитаваме. Както професионалните, така и любителите астрономи могат да прекарат часове в търсене на странности и мистерии в това изображение.