Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, το μεγαλύτερο και ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο που κατασκευάστηκε ποτέ, βρίσκεται τώρα σχεδόν ένα εκατομμύριο μίλια από τη Γη, περιστρέφοντας από το ένα σημείο του ουρανού στο άλλο ενώ μελετά το πλούσιο σε στόχους περιβάλλον που είναι το σύμπαν μας. Ήταν το πρώτο μάτσο φωτογραφιών Ανακοινώθηκε αυτή την εβδομάδα.
είναι απίθανη. Είναι επίσης φορτωμένο με πληροφορίες για το σύμπαν, την αλληλεπίδραση μεταξύ των γαλαξιών και τη γέννηση και τον θάνατο των άστρων.
Ωστόσο, αυτές οι εικόνες μπορεί να είναι ένα μυστήριο για τον περιστασιακό παρατηρητή που δεν έχει πτυχίο στην αστροφυσική. Τι ακριβώς κοιτάμε;
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.
βαθύ πεδίο
Υπάρχουν πολλοί γαλαξίες εκεί έξω. Αυτή ήταν η πρώτη εικόνα που δημοσιοποιήθηκε, καταδεικνύοντας τη δύναμη του τηλεσκοπίου να συλλαμβάνει το εξαιρετικά αχνό υπέρυθρο φως που εκπέμπεται κατά τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος. Η εικόνα επικεντρώνεται σε ένα σμήνος γαλαξιών που απέχει περισσότερο από 4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, πράγμα που σημαίνει ότι το φως του εκπέμπεται περίπου όταν σχηματίστηκαν ο Ήλιος και η Γη. Οι γαλαξίες εμφανίζονται στο σμήνος ως κρεμώδεις λευκές κουκκίδες.
Μαζί, αυτοί οι γαλαξίες δημιουργούν μια ισχυρή βαρυτική κάμψη στο διάστημα που λειτουργεί ως φακός, μεγεθύνοντας και παραμορφώνοντας μακρινά αντικείμενα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα γαλαξίες-καθρέφτες όπως αυτός στο πάνω δεξιά μέρος της εικόνας που η αστρονόμος της NASA Jane Rigby αναφέρει ως Laffy Taffy.
Σε άλλο μέρος της εικόνας, ο φακός μετέτρεψε έναν γαλαξία σε δύο γαλαξίες κατοπτρισμού.
Το φως έρχεται σε πολλά μήκη κύματος κατά μήκος του λεγόμενου ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Οι άνθρωποι βλέπουν σε μια στενή ζώνη γνωστή ως «οπτικό» μέρος του φάσματος. Το τηλεσκόπιο Webb συλλέγει το φως που εκπέμπεται από την υπέρυθρη ακτινοβολία – μεγάλα μήκη κύματος σε μεγάλο βαθμό απρόσιτα για το τηλεσκόπιο Hubble και εντελώς αόρατα σε εμάς.
τζαμιά
ιστός
χώρος
τηλεσκόπιο
Πηγές: NASA; Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος;
Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου
William Neve / The Washington Post
Τζέιμς Γουέμπ
διαστημικό τηλεσκόπιο
Πηγές: NASA; Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος;
Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου
William Neve / The Washington Post
Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
Πηγές: NASA; Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος; Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου
William Neve / The Washington Post
Η ομάδα του Webb έχει σαρώσει δεκάδες πιο κόκκινους – και πιο απομακρυσμένους – γαλαξίες σε αυτή την εικόνα και διαπίστωσε ότι ένας από αυτούς – μια μικρή διακεκομμένη κουκκίδα – εξέπεμπε το φως του πριν από περίπου 13,1 δισεκατομμύρια χρόνια, μόλις 700 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. (Οι αποστάσεις από τέτοια αντικείμενα συνάγονται από την “κόκκινη μετατόπισή” τους – πόσο μακριά το φως έχει διακοπεί από την επέκταση του ίδιου του χώρου.)
Το τηλεσκόπιο απέκτησε ένα φάσμα του γαλαξία, που έδειχνε σημάδια οξυγόνου, υδρογόνου και νέον. Αυτό το είδος παρατήρησης, είπε ο Ρίγκμπι, θα εξηγούσε τι συνέβαινε κατά τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος: «Δεν ξέρουμε καθόλου πόσο μεγάλοι είναι αυτοί οι γαλαξίες και πόσοι είναι εκεί έξω».
Νεφέλωμα Νότιου Δακτυλίου
Αστέρια όπως ο ήλιος μας είναι εξαιρετικά σταθεροί αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης για δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά και αυτοί γερνούν. Αυτή η εικόνα δείχνει τι συμβαίνει όταν ένα αστέρι πεθαίνει. Ρίχνει την ύλη εν μέσω του παλλόμενου θανάτου του.
Αυτά τα σύννεφα αερίου και σκόνης, συμπεριλαμβανομένων των πολύπλοκων σωματιδίων, είναι η πρώτη ύλη για αστέρια και πλανήτες που δεν έχουν ακόμη σχηματιστεί.
Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα δύο εικόνες, μία στο κοντινό υπέρυθρο (σχετικά κοντά στο «ορατό» τμήμα του φάσματος) και μία στο μεσαίο υπέρυθρο (μακρύτερα από το φάσμα).
Στο κοντινό υπέρυθρο, το υλικό σχηματίζει έναν δακτύλιο από αφρώδες αέριο και σκόνη, με το ιονισμένο θερμό αέριο να κυριαρχεί στην κεντρική περιοχή. Οι ακτίνες φωτός εκτοξεύονται μέσα από τις οπές στον εξωτερικό δακτύλιο.
Μόνο ένα αστέρι φαίνεται καθαρά στο κέντρο. Αλλά αυτό είναι ένα δυαδικό σύστημα – δύο αστέρια που συνδέονται μεταξύ τους με τη βαρύτητα.
Στο μεσαίο υπέρυθρο, βλέπουμε και τα δύο. Πεθαίνει πιο αδύναμος. Το τηλεσκόπιο αποκαλύπτει ότι είναι καλυμμένο με σκόνη.
Ο Ήλιος μας θα μοιάζει με αυτό το αστέρι σε 5 δισεκατομμύρια χρόνια, εξήγησε ο Klaus Pontopedan, επιστήμονας του προγράμματος Webb στο Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου.
«Είναι ο κύκλος ζωής των αστεριών», είπε ο Pontopedan. «Αυτό είναι το τέλος αυτού του άστρου, αλλά είναι η αρχή άλλων άστρων και άλλων πλανητικών συστημάτων».
Η εικόνα περιλαμβάνει μια ενδιαφέρουσα κάθετο στον έναν ώμο που οι αστρονόμοι αναγνώρισαν ότι ήταν ένας μακρινός γαλαξίας. Αν και είναι μια τεράστια τρισδιάστατη δομή με δισεκατομμύρια αστέρια, κοιτάμε την άκρη της, σαν να βλέπαμε ένα Frisbee να περιστρέφεται μακριά μας.
Stephan κουιντέτο
Η εικόνα έχει πολύ σύμπαν μέσα της.
Υπάρχουν αστέρια από τον γαλαξία μας – που σημαίνει ότι βρίσκονται στο προσκήνιο, με κοσμολογικούς όρους.
Τα αστέρια στο προσκήνιο είναι αναγνωρίσιμα σε όλες τις εικόνες του Webb με “ακίδες περίθλασης”, οι οποίες αποτελούν αναπαράσταση του σχεδιασμού του τηλεσκοπίου. Οι αιχμές περίθλασης σε αυτές τις εικόνες λειτουργούν ως υδατογράφημα για το τηλεσκόπιο Webb.
Στη μέση απόσταση βρίσκεται αυτό που φαίνεται να είναι ένα κουιντέτο γαλαξιών.
Αυτό που βρίσκεται στα αριστερά δεν είναι μέρος του σμήνους αλλά μάλλον στο προσκήνιο, περίπου 40 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Το τηλεσκόπιο μπορεί να διακρίνει μεμονωμένα αστέρια στο πρώτο πλάνο του γαλαξία.
Πολλοί από αυτούς γερνούν ως «κόκκινοι γίγαντες» προς το τέλος της ζωής τους, με καλά τεκμηριωμένες ιδιότητες που βοηθούν τους αστρονόμους να εκτιμήσουν την πραγματική τους φωτεινότητα και την απόσταση από αυτούς. Τέτοιες παρατηρήσεις θα μπορούσαν να βελτιώσουν το μοντέλο που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να εκτιμήσουν την απόσταση από τα αντικείμενα σε τεράστιες εκτάσεις του διαστήματος.
Οι άλλοι τέσσερις γαλαξίες βρίσκονται περίπου 290 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Τα δύο συγχωνεύονται. Οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις των γαλαξιών έστειλαν ρεύματα αερίου και σκόνης που σχηματίζουν αστέρια στο διαγαλαξιακό διάστημα.
Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτή η εικόνα, όπως και το «βαθύ πεδίο», περιέχει αμέτρητους γαλαξίες διάσπαρτους στο βάθος. Κοιτάξτε προσεκτικά και θα δείτε όμορφους και πολύ μακρινούς σπειροειδείς γαλαξίες που δεν μοιάζουν με τον δικό μας Γαλαξία.
Ο μεγάλος γαλαξίας στην κορυφή έχει μια υπερμεγέθη και εξαιρετικά ενεργή μαύρη τρύπα στον πυρήνα του, που τροφοδοτείται από το περιβάλλον του. Η ίδια η μαύρη τρύπα δεν εκπέμπει φως, αλλά το βαρυτικό της πεδίο ενεργοποιεί το κοντινό αέριο, αναγκάζοντας τα άτομα να συντρίψουν μεταξύ τους και να δημιουργήσουν τεράστια θερμότητα.
Ο Ρίγκμπι είπε ότι ο δίσκος προσαύξησης αυτής της μαύρης τρύπας λάμπει με την ενέργεια 40 δισεκατομμυρίων Ήλιων: «Οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν καθόλου φως, αλλά οι δίσκοι προσαύξησής τους σίγουρα εκπέμπουν!»
Νεφέλωμα Carina
Φαίνεται καλό μέρος για παρέα! Ολοκληρώθηκε με έναν υπέροχο έναστρο ουρανό. Αυτό το νεφέλωμα είναι ένα φυτώριο αστεριών στον γαλαξία μας.
«Αυτό που μοιάζει με έναστρο νυχτερινό ουρανό είναι μέρος μιας τεράστιας φυσαλίδας που έχει χαραχτεί από το σύννεφο από την υπεριώδη ακτινοβολία και τους αστρικούς ανέμους από νεαρά, πολύ μεγάλα και καυτά αστέρια που έχουν ήδη σχηματιστεί», είπε η αστρονόμος Amaya Morrow Martin από το διάστημα. Επιστημονικό Ινστιτούτο Τηλεσκοπίου.
Ρεύματα ιονισμένου υλικού ρέουν προς την κορυφή του πλαισίου.
Ο Webb μπορεί να δει τα ωστικά κύματα από τα πρόσφατα φλεγόμενα αστέρια που σχηματίζονται μέσα στο σύννεφο. Το περιβάλλον τους είναι εχθρικό, γιατί η ίδια διαδικασία που διαβρώνει το σύννεφο μπορεί να σταματήσει τον σχηματισμό των άστρων.
Το τηλεσκόπιο Hubble είχε προηγουμένως εξετάσει αυτό το τμήμα του εκτεταμένου νεφελώματος Carina και η ομάδα του Webb γνώριζε ότι το επακριβώς καθορισμένο όριο μεταξύ του σκονισμένου σύννεφου και του «ανοιχτού ουρανού» θα δημιουργούσε μια συναρπαστική εικόνα.
Αυτό είναι κάτι περισσότερο από μια απλή διαστημική τέχνη, είπε ο Joseph DiPasquale, μέλος της ομάδας που επεξεργάστηκε τις εικόνες στο Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη.
“Γνωρίζαμε, με βάση την εικόνα του Hubble, ότι το τοπίο θα έμοιαζε πολύ με μια οροσειρά και τον ουρανό πίσω από αυτήν. Ξέραμε ότι θα ήταν αισθητικά εντυπωσιακό εκεί”, είπε ο DePasquale. “Αλλά συνέβαιναν και πολλά από την άποψη της φυσικής. Ο Webb μπορούσε να πάει βαθιά στα σύννεφα και να αποκαλύψει τα μυστήρια του τι συμβαίνει.”