Телескоп Уэбб снял протозвезду, разглядел самую далёкую галактику и получил данные об атмосфере экзопланеты
Рождение звезды
В области звездообразования в созвездии Тельца расположено тёмное облако с протозвездой L1527. Его видно только в инфракрасном диапазоне, и именно поэтому это идеальная цель для камеры ближнего инфракрасного диапазона телескопа - NIRCam.
Этой звезде всего около 100 000 лет — она считается протозвездой класса 0, т.е. на самой ранней стадии звездообразования. Сама она скрыта от нас и находится в центральной части изображения в форме песочных часов (1-я картинка). Её протопланетный диск, размером с нашу Солнечную систему, виден как тёмная линия посреди этого образования. Свет от протозвезды просачивается выше и ниже этого диска, освещая полости в окружающем газе и пыли. Облака, окрашенные в синий и оранжевый цвета обусловлены слоями пыли между телескопом и облаками звездообразования. Синие области содержат малое количество звёздной пыли. Чем толще слой, тем меньше синего света может выйти наружу, создавая оранжевые очаги.
Протозвезда всё ещё находятся в коконе тёмного облака пыли и газа и ей предстоит пройти долгий путь, прежде чем стать полноценной звездой. L1527 ещё не генерирует собственную энергию за счёт ядерного синтеза водорода. Её форма также нестабильна, пока она находится в виде пухлого сгустка газа, доходя до 40% массы нашего Солнца. По мере того как протозвезда продолжает набирать массу, её ядро постепенно сжимается и приближается к стабильному состоянию, при котором возможен ядерный синтез. Окружающее облако состоит из пыли и газа, которые притягиваются к центру, где находится протозвезда. Когда материал падает внутрь, он закручивается по спирали вокруг этого центра. Это создает аккреционный диск, материал которого падает на протозвезду. По мере того как звезда набирает большую массу и сжимается, температура её ядра будет расти, в конечном итоге достигнув порога, при котором начнётся заветный ядерный синтез.
Наблюдения за L1527 позволяют нам увидеть, как наше Солнце и Солнечная система выглядели в своём "младенческом возрасте", что важно для понимания процесса эволюции звёздных систем.
Самая далёкая обнаруженная галактика
Телескоп Уэбб также получил изображения двух самых далёких галактик, видимых на сегодняшний день, в области скопления галактик Abell 2744 созвездия Скульптора.
Галактики находятся не внутри скопления, а на много миллиардов световых лет дальше от него (2-я картинка). Одна из них (1) существовала уже через 450 миллионов лет после Большого взрыва. Самая же далёкая обнаруженная телескопом галактика (2) начала своё существование всего через 350 миллионов лет после Большого взрыва (13,8 миллиарда лет назад), примерно на 50 миллионов лет раньше, чем предыдущая рекордсменка обнаруженная телескопом Хаббл!
Галактики были обнаружены с помощью гравитационной линзы всего после четырех дней анализа данных телескопа в рамках исследования GLASS. Возраст галактик ещё не полностью подтверждён — для этого требуется их дополнительный спектроскопический анализ, но астрономы уже заявляют, что наблюдения показывают явные признаки многочисленных потенциально ещё более ранних галактик:
"Никто не знает, когда зажглись первые звёзды после того, как закончились так называемые "тёмные века". Всё что происходило раньше, чем 100 миллионов лет после Большого взрыва - полно загадок. Раньше мы думали, что через пару сотен миллионов лет, вероятно, сформировались самые первые космические объекты. Но эти галактики потенциально настолько массивны, что ставят перед нами новые вопросы, в том числе о времени образования первых звёзд. Никто не ожидал, что "темные века" закончатся так рано. И уже понятно, что существует гораздо больше далеких галактик, чем мы ожидали. Каким-то образом Вселенной удалось сформировать галактики быстрее и раньше. Но данные полученные телескопом Уэбб приближают нас к пониманию того, с чего всё началось", — заявил астроном Гарт Иллингворт.
Атмосфера экзопланеты
Благодаря телескопу также был получен первый молекулярный и химический профиль горячего газового гиганта WASP-39 b. Он представляет собой экзопланету с массой в 0,28 массы Юпитера и диаметром в 1,3 раза больше него, вращающийся на расстоянии всего 0,0486 астрономических единиц от своей звезды. Из-за этого он очень горячий, причем одна его сторона все время обращена к звезде.
Спектры атмосферы WASP-39 b показали присутствие воды, двуокиси серы, угарного газа, натрия и калия. Всё это даёт нам подсказки того, как образовалась эта экзопланета. Это также первое обнаружение диоксида серы в атмосфере экзопланеты в истории. И конкретные доказательства фотохимии (основы жизни на Земле). Астрономы предполагают, что облака планеты могут иметь разрывы, а не быть сплошными.
Учёные получают спектры атмосферы экзопланет путём сравнения света от звезды, отфильтрованного через атмосферу планеты, когда она проходит перед звездой, со светом звезды, когда планета находится рядом с ней. Каждая из точек данных графиков (3-я картинка) представляет собой количество света определенной длины волны, которое блокируется планетой и поглощается её атмосферой. Длины волн, которые преимущественно поглощаются атмосферой планеты, представлены в виде пиков спектра. Синяя линия — это наиболее подходящая модель, которая учитывает все свойства WASP-39 b и её звезды (размер, массу, температуру и т.д), а также предполагаемые характеристики атмосферы. На основе всех собранных на этот момент данных, NASA создали предполагаемый вид экзопланеты WASP-39 b (4-я картинка).
www.nasa.gov
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/QORP34IUBZP4RFWLZZZ4DZRSRA.jpg)
