För exakt ett år sedan släppte astronomer de första vetenskapliga bilderna gjorda med James Webb-teleskopet, vilket orsakade eufori hos många människor.
De följande månaderna kom också med revolutionerande fotografier av himlen, som var och en tänjde på gränserna för vår kunskap om astronomi, vilket berikade vår förståelse av universum.
Får du inte intrycket av att vi gradvis nämner allt mindre om Hubble-teleskopet, och mest får nya meddelanden relaterade till observationerna av James Webb? Detta är bara ett intryck. Men faktum är att rymdteleskopet Hubble tog bilder med inte den bästa upplösningen, och ibland rent suddiga, så de ikoniska bilderna (Kölnebulosan, skapelsens pelare, det stjärnbildande området i det lilla magellanska molnet) kommer nu att vara mycket bättre. Det är trots allt dags för helt nya projekt, bland annat för observationer på djupet Plats. Därför kan man skriva oändligt om arbetet med James Webbs teleskop. Det betyder naturligtvis inte att Hubble är borta, han jobbar fortfarande tappert i rymden, men det är dags för hans efterträdare.
Vi minns alla fotot av James Webbs teleskop i markrummet med solvisiret utplacerat, vars effektivitet beror på dess position i omloppsbana runt L2-punkten. Och nu är han någonstans i universums djup och studerar kosmos och fotograferar intressanta föremål.
Läs också: Teleportering ur vetenskaplig synvinkel och dess framtid
Nya rymdteleskop kommer snart att dyka upp, men Webb kommer att förbli den bästa
Webb (officiellt JWST eller James Webb Space Telescope) kommer om några månader att ta emot ytterligare en följeslagare i en närliggande omloppsbana runt L2, 1,5 miljoner kilometer från jorden - Euclid-teleskopet för en storskalig undersökning av himlen, som ska leta efter tecken på förekomsten av mörk energi och mörk materia Några år senare kommer Euclid-teleskopet att få sällskap av ett annat teleskop - Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman - Hubbles tvilling), som kommer att gå in i jordens omloppsbana. Det är dock James Webb som länge kommer att förbli det största rymdteleskopet, med den bästa förmågan att se detaljerna i både det närmaste kosmos (solsystemet) och de längsta delarna av universum.
Senare i år kommer att markera ytterligare ett speciellt jubileum - 30 år sedan Hubbles "ögonoperation", installationen av ett instrument som korrigerar den suddiga bilden som skapas av en felaktigt polerad spegel. Detta gjordes i december 1993, mer än tre år efter att detta teleskop lanserades i omloppsbana.
James Webbs teleskop hade inga sådana problem, och hans instruments prestanda överträffade astronomernas vildaste förväntningar. Ja, forskare och ingenjörer har haft ett år på sig att gå igenom några initiala stunder av stress, eftersom vissa element relaterade till MIRI-instrumentet för observationer i det mellaninfraröda området misslyckades två gånger (sommaren 2022 och våren 2023). Som NIRISS-instrumentet (vintern 2023), vars problem orsakades av kosmiska strålar.
Ändå har satsningen på James Webb gett bra resultat. Teleskopet, enligt officiella uppgifter, kostade 10 miljarder dollar. Denna summa kan till exempel jämföras med 13 miljarder dollar, vilket kostar byggandet av det modernaste hangarfartyget i USA:s flotta - USS Gerald R. Ford. Det är ingen perfekt jämförelse, men det visar hur pengarnas värde skiljer sig åt i astronomi och militärteknik.
Läs också:
- Att observera den röda planeten: A History of Martian Illusions
- Bemannade rymduppdrag: Varför är återvändande till jorden fortfarande ett problem?
Vad gav 12 månaders teleskopobservationer?
Du kan läsa mer om teleskopet, hur det är byggt, dess hemligheter, kontroverser relaterade till namnet i våra tidigare texter. Men det är dags att summera resultaten av observationsåret, lyfta fram de mest intressanta upptäckterna och visa deras inverkan på astronomi.
Fördelarna som Webb gav astronomer är förmågan att se redan kända objekt med ännu högre upplösning och att se vad som tidigare undgått vår uppmärksamhet. Således har astronomer fått mycket data som gör att de kan förbättra befintliga teorier eller skapa nya. Även om det låter väldigt trivialt, krävde Webbs prestationer samarbete med ingenjörer och vetenskapsmän från hela världen.
Nedan presenterar vi en samling av de mest intressanta bilderna från teleskop James Webb, fått hittills i 12 månaders observationer.
Också intressant: Terraforming Mars: Kan den röda planeten förvandlas till en ny jord?
Vad forskar Webb på? Från de närmaste asteroiderna till det svarta hålet längst bort
De första jämförande observationerna visade värdet av att kunna se kosmos samtidigt i det nära-infraröda området och i det mellan-infraröda området, där man kan se mycket kallare, knappt synliga strukturer. Vi talar inte bara om skapelsens ikoniska pelare, utan också om att observera objekten i solsystemet. James Webb-teleskopet har redan utforskat Jupiter och Saturnus, gett de bästa bilderna av Neptunus stoftringar, såväl som Uranus och dess många månar. Hur Webb-teleskopet såg Uranus och dess ringar kan ses på den utökade bilden med de största satelliterna markerade:
Förutom planeterna riktade James Webb-teleskopet sig även på Saturnus månar, inklusive Titans yta och moln och isiga Enceladus, där utsläpp av is, vattenånga och organiska föreningar som utgör torium runt planeten sågs anmärkningsvärt väl.
Webb tillät också forskare att se DART-sonden kollidera med asteroiden Dimorphos förra hösten, och i år bidrog till att bekräfta existensen av en särskilt sällsynt kategori av kometer som härstammar från asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. De minsta asteroiderna som Webb observerade i den regionen är cirka 100 m i diameter.
Vi var intresserade av observationen av kometen Read med Webb-teleskopet. Det är mycket intressant för astronomer eftersom det innehåller vatten. Även om det inte borde vara det, med tanke på kometens bana i asteroidbältet, som är mycket närmare solen än kometernas banor bortom Neptunus. Det finns visualiseringar och slutsatser i media som är ännu mer imponerande, men astronomer är nöjda med ett diagram som det på bilden ovan.
Astronomer riktade även teleskopet mot extrasolära planeter. I januari upptäckte Webb-teleskopet den första sådana planeten, som liknar jorden, även om den kretsar runt sin sol i en mycket smal bana med en period av två dagar. Med infraröda observationer kunde James Webb mäta temperaturen på ytan av stenplaneten Trappist-1 b och observerade stoftskivan runt den unga stjärnan AU Microscopii, som genomgår dynamisk evolution efter planetbildning. Var och en av dessa observationer har den bästa dataupplösningen. Webbs spektroskop upptäckte också ovanliga planetariska atmosfärer, som silikatatmosfären runt planeten VHS 1256b.
Det molekylära molnet Chamaeleon I ser imponerande ut på bilden:
När det gäller stjärnorna kan Webb-teleskopet nå regioner där unga stjärnor kommer att bildas i framtiden, som Chamaeleon I-molekylmolnet, där is har upptäckts, såväl som många komplexa organiska föreningar som indikerar bildandet av planeter runt stjärnor, som i framtiden kan bli början på ett utvecklat liv. I Orionnebulosan, 1350 XNUMX ljusår bort, upptäckte James Webb-teleskopet den mest komplexa föreningen, metylkatjonen, startpunkten för bildandet av komplexa former av kol.
Så här ser regionen av Orionnebulosan ut, där spektroskopister har upptäckt den mest komplexa kolhaltiga partikeln som är känd utanför solsystemet. Bilder från NIRCam (nära-infraröd) och MIRI (mellan-infraröd):
Förutom att observera de tidiga stadierna av stjärnbildning, som L1527, observerade Webb-teleskopet också de sista stadierna av stjärnors liv, som den massiva och heta Wolf-Rayet 124, som kommer att bli en supernova i framtiden. I båda fallen registrerades tidigare osynliga detaljer om dessa objekt.
Titta bara på dessa underbara bilder, där till vänster är bildandet, födelsen av en stjärna, och till höger är det sista skedet av en gammal stjärnas liv:
Tack vare MIRI:s mellaninfraröda instrument kan även resterna av supernovan Cassiopeia A ses bland de många vackra bilderna. Även om de har setts många gånger tidigare var det Webb-teleskopet som gav mycket tydligare bilder. Och detta kommer att göra det möjligt att förstå mer om de processer som leder till supernovaexplosioner, eftersom de bildar materia som liknar den som jorden en gång bildades från.
Se hur teleskopet såg Cassiopeia A. Det gick förresten att se denna nebulosa med MIRI:s mellaninfraröda kameror.
Solsystemet, Vintergatans objekt är det närmaste observationsområdet för Webb-teleskopet. Under det senaste året har teleskopet även observerat andra, mycket mer avlägsna galaxer, som Andromeda och de magellanska molnen. Och de där du tydligt kan observera detaljer, till exempel stoftbanor i galaxen NGC 1433, som ligger 46 miljoner ljusår bort, och analysera utvecklingen av stjärnhopar baserat på observationerna. Och de som är på ett avstånd av miljarder ljusår från oss, för vilka endast deras silhuetter och allmänna sammansättning kan observeras.
De riktigt skarpa bilderna gör att vi kan se detaljer om den dammiga strukturen hos galaxen NGC1433 i det mellaninfraröda området. Bilden togs som en del av projektet PHANGS (High Angular Resolution Physics in Nearby Galaxies).
Men även i det senare fallet är Webbs utbud bättre än något instrument som finns tillgängligt för oss idag. Det är detta toppmoderna verktyg som gör att vi kan visa strukturer som vi inte sett tidigare.
Dessa inkluderar galaxhopar med ursprung i det tidiga universum, unga galaxer som just samlar material från sina första supernovor, och de mest avlägsna och en av de tidigaste galaxerna i universum (300–500 miljoner år efter Big Bang). Det är strukturer där stjärnor bildas intensivt och som redan existerade när intergalaktiska utrymmen var fyllda med ännu inte helt joniserad materia. Detta skede, när universum långsamt blev genomskinligt för ljus, observerar vi bilder tagna med James Webb-teleskopet.
När Webb observerar dessa mest avlägsna föremål får Webb också hjälp av naturen, eller mer exakt, fenomenet linsning. Det mest perfekta exemplet på detta är en bild av superklustern Pandora (eller Abell 2744), som innehåller många linsgalaxer när universum var flera hundra miljoner år gammalt. Jämfört med Hubble-teleskopet kan bilder av rymden från mer än 50 000 ljuskällor erhållas med exponeringar som varar några timmar snarare än dagar. Detta är en enorm acceleration av observation.
James Webb-teleskopet fångade Pandora-galaxens superkluster i fotografier. När det gäller gravitationslinser är även den minsta ökningen i upplösning ovärderlig för att modellera fenomenet och uppskatta det faktiska avståndet för de linsförsedda galaxerna.
Genom att kunna observera grupper av sådana tidiga objekt kunde Webb upptäcka kornen av kosmisk struktur. Den består av galaxhopar som är belägna i rymden, åtskilda av tomrum (dock i praktiken är dessa inte områden utan materia). Dessa studier utförs som en del av projektet Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) som gjorde det möjligt att observera det äldsta svarta hålet, som redan existerar 570 miljoner år efter bildandet av vårt universum.
Observationer av avlägsna svarta hål i mitten av galaxer görs med hjälp av mikrobländarteknik, flera gånger tjockleken på ett mänskligt hårstrå, som kan öppnas och stängas. Detta gör att Webb kan observera spektra för upp till 100 galaxer samtidigt, vilket påskyndar arbetet avsevärt och ger astronomer enorma mängder data, av vilka mycket ännu inte har analyserats.
Spektra för flera galaxer erhållna samtidigt med hjälp av mikrobländarteknik. Det kanske inte verkar särskilt intressant för amatören, men astronomer skulle kunna skriva en hel bok baserat på enbart den här bilden.
Nedan är en 290D-resa till Maisie-galaxen, som fanns när universum bara var 5000 miljoner år gammalt. Den visar skillnaden i avstånden för upp till 200 XNUMX galaxer på den lilla del av himlen som observerats av CEERS. När vi flyttar från den närmaste galaxen till Maisie går vi tillbaka i tiden XNUMX miljoner år.
Också intressant:
- Europeiska kommissionen planerar att placera ett databehandlingscenter i rymden
- Kina slutför bygget av rymdstationen Tiangong
Jubileumsfoto - Rho Ophiuchi stjärnbildningsregion
"På sitt ettårsjubileum uppfyllde rymdteleskopet James Webb sitt löfte att öppna upp universum och ge mänskligheten en fascinerande skattkammare av bilder och vetenskap som kommer att pågå i decennier", sa Nicola Fox, NASA:s chefsforskare, i en sammanfattning av den första årsdagen. av observationerna. Och det är svårt att inte hålla med om dessa ord.
Webb-teleskopet fotograferade för sin jubileum den stjärnbildande regionen Ro Ophiuchus, en av Vintergatans ljusaste regioner. Många stjärnor där håller precis på att bildas och är gömda i dammmolnen som dominerar den orangegula delen av bilden. Förutom en som lyckades lysa igenom dammet, är resten cirka 50 stjärnor som liknar eller är mindre än solen.
De stjärnor som på något sätt föds avslöjas för våra ögon i det ögonblick när de lyser för första gången börjar skingra den omgivande materien.
Detta kan ses på bilden i form av röda och lila strålar (stråk) av molekylärt väte som strålar i två riktningar från stjärnornas läge. Tack vare James Webb-teleskopet har ett så stort antal överlappande jetstrålar observerats i denna region för första gången.
Rho Ophiuchus-nebulosan ligger 390 ljusår bort i stjärnbilden Ophiuchus. Att observera den med amatörutrustning kräver fotografering med lång exponering, men du kan försöka hitta en närliggande stjärna med samma namn som nebulosan utan kamera. Dess ljusstyrka är 4,6 magnitud. Det gör att den kan ses långt bort från stadsljus med god sikt även med blotta ögat. Och om inte med blotta ögat, så definitivt med kikare.
Under svårare förhållanden får vi nöja oss med observationer av stjärnan Antares i stjärnbilden Skorpionen, som också finns i närheten i nebulosan. Sommaren är den bästa tiden att observera dessa föremål i Ukraina, för då är de synliga lågt ovanför den södra horisonten.
Och James Webb-teleskopet fortsätter sin resa genom universum och studerar nya stjärnor, kluster och nebulosor. Han kommer att kunna titta in i universums förflutna, ta reda på hur stjärnor och planeter föds, vilket gör att vi bättre kan förstå ursprunget till vår planet Jorden.
Också intressant: