Οι πρώτες εικόνες του James Webb μας δείχνουν τη δημιουργία όπως συμβαίνει, λέει ο Hawking Chair in Cosmology

Στο τηλέφωνό μου υπάρχει μια ελαφρώς θολή φωτογραφία ενός μακρινού, ανώνυμου γαλαξία. Είναι μια μικρή λευκή μουντζούρα με σπειροειδείς βραχίονες σαν χνούδι από μαλλί προβάτου – ένας γαλαξίας ανάμεσα σε χιλιάδες άλλους στη νέα εκπληκτικά λεπτομερή εικόνα του μακρινού σύμπαντος του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST) – και δεν μπορώ να σταματήσω να τον κοιτάζω.

Δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερα αξιοσημείωτο σε αυτό το μικρό λευκό στροβιλισμό. δεν είναι ο μεγαλύτερος ή ο πιο ευκρινής ή η πιο τέλεια απόδοση ή κατά κάποιο τρόπο ο πιο ενδιαφέροντα γαλαξίας στην εικόνα. Αλλά πριν από το JWST, κανένας άνθρωπος δεν το είχε δει ποτέ πραγματικά. Το βλέπω τώρα, πλήρως και πλήρως, και είναι όμορφο.

Το JWST πρόκειται να μας δείξει πολλά πράγματα που δεν έχουμε ξαναδεί. Η επιλογή των εικόνων (και ενός φάσματος) στο ντεμπούτο επιστημονικής εικόνας του τηλεσκοπίου επιλέχθηκε για να παρουσιάσει όλους τους τρόπους με τους οποίους αυτό το έργο θα αλλάξει θεμελιωδώς την άποψη και την κατανόησή μας για το Σύμπαν.

Η πρώτη φωτογραφία που κυκλοφόρησε, σε μια ειδική παρουσίαση με τον Πρόεδρο των ΗΠΑ Τζο Μπάιντεν το βράδυ της Δευτέρας, μας έφερε ένα γιγάντιο σμήνος γαλαξιών ενσωματωμένο σε ένα ουρανό διάσπαρτο με αρκετούς μακρινούς γαλαξίες φόντου - συμπεριλαμβανομένης της δικής μου μικροσκοπικής σπείρας - για να ανταγωνιστεί το βαθύτερο του Hubble Βαθιά Πεδία. Αυτό που χρειάστηκε το Hubble μιάμιση εβδομάδα, το έκανε το JWST «πριν από το πρωινό», σύμφωνα με τη Δρ Τζέιν Ρίγκμπι, επιστήμονα του έργου JWST.

Το JWST είναι περίπου 100 φορές πιο ευαίσθητο από το Hubble, χάρη στον γιγάντιο καθρέφτη του, τις ευαίσθητες κάμερες και την ικανότητά του να συλλαμβάνει το υπέρυθρο φως που εκπέμπεται από τα πιο μακρινά αντικείμενα του Σύμπαντος.

Η εικόνα απεικονίζει έναν ουρανό γεμάτο λαμπερά οκτάκτινα αστέρια (τα σημεία είναι τεχνουργήματα των κυμάτων φωτός που αλληλεπιδρούν με την αρχιτεκτονική του τηλεσκοπίου) και γαλαξίες σε όλα τα σχήματα και μεγέθη, μαζί με περίεργες μουντζούρες και τόξα που φαίνεται να περικυκλώνουν το κεντρικό σμήνος.

Αυτές οι καμπύλες μουτζούρες είναι το φως από συνηθισμένους γαλαξίες πολύ μακριά, πίσω από το σμήνος, παραμορφωμένο από την τεράστια βαρύτητα του. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως βαρυτικός φακός, τεντώνει και μεγεθύνει τις εικόνες αντικειμένων φόντου, επιτρέποντας στο τηλεσκόπιο να δει πράγματα που διαφορετικά θα ήταν κρυμμένα και πολύ αμυδρά για να ανιχνευθούν, επεκτείνοντας την εμβέλειά του ακόμη περισσότερο. Αυτή είναι η βαθύτερη και ευκρινέστερη υπέρυθρη εικόνα του σύμπαντος που τραβήχτηκε ποτέ και το JWST μετά βίας ίδρωσε.

Ως κοσμολόγος που μελετά το πρώιμο Σύμπαν, περίμενα να με συναρπάσει η εικόνα του βαθιού πεδίου. Αλλά ήταν απλώς η προεπισκόπηση. Σε μια εκδήλωση εκτενούς τύπου το πρωί της Τρίτης, διάσπαρτα με βινιέτες για να τονιστούν όσο το δυνατόν περισσότεροι από τους 20.000 ανθρώπους που βοήθησαν να γίνει πραγματικότητα το JWST, η ομάδα παρουσίασε φασματικά δεδομένα νεφών και υδρατμών στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη που περιστρέφεται γύρω από ένα μακρινό αστέρι και μας έδωσε τρεις ακόμη εντυπωσιακές εικόνες.

Σε αυτό που υποπτεύομαι ότι θα είναι μια τάση με ένα τόσο ισχυρό τηλεσκόπιο, κάθε εικόνα περιείχε κάποιο χαρακτηριστικό ή λεπτομέρεια που την καθιστούσε όχι απλώς μια πιο ευκρινή άποψη ενός γνωστού αντικειμένου, αλλά μια αλλαγή στη θεμελιώδη κατανόησή μας.

Το Κουιντέτο του Στέφαν είναι μια ομάδα τεσσάρων γαλαξιών που συνδέονται μεταξύ τους από τη βαρύτητα, συν έναν παρεμβαλλόμενο στο προσκήνιο. Τα τέσσερα κινούνται σιγά σιγά μαζί, βγάζοντας μακριά ροές αστεριών και δημιουργώντας εκρήξεις σχηματισμού νέων αστέρων καθώς το αέριο που περιέχουν συγκρούεται.

Επεκτείνοντας την άποψή του πολύ πέρα ​​από το εύρος του ορατού φωτός στο υπέρυθρο, το JWST είναι σε θέση να μας δείξει τις έλικες σκόνης που δημιουργούνται από αυτά τα λαμπερά νέα αστέρια, ενώ ταυτόχρονα πειράζει και αναλύει μια ροή θερμού αερίου που ρέει από τη γύρω περιοχή της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο ενός από τους γαλαξίες. Με αυτά τα επιπλέον δεδομένα, δεν μελετάμε μόνο αυτούς τους μεμονωμένους γαλαξίες. μαθαίνουμε πώς σχηματίζονται και αναπτύσσονται οι γαλαξίες και οι μαύρες τρύπες τους.

Πιο κοντά στο σπίτι, το Νεφέλωμα του Νότιου Δακτυλίου είναι μια φυσαλίδα φθορίζοντος αερίου που εκτοξεύεται από ένα ετοιμοθάνατο αστέρι στο κέντρο του. Στην εγγύς υπέρυθρη όψη του JWST, βλέπουμε κοχύλια και ρεύματα αερίου και σκόνης να περιβάλλουν τη λάμψη του καυτού αερίου, που φωτίζεται από ένα φωτεινό τσίμπημα στο κέντρο του. Αλλά χρησιμοποιώντας επίσης μεσαίο υπέρυθρο φως – μεγαλύτερα μήκη κύματος, ικανά να διεισδύουν καλύτερα στο αέριο – το JWST μας δείχνει ότι το τσίμπημα της καρφίτσας είναι στην πραγματικότητα χωρισμένο στα δύο, με τη μία κουκκίδα πιο σκοτεινή και πιο κόκκινη από την άλλη.

Το JWST μπορεί να διακρίνει τα δύο αστέρια του δυαδικού συστήματος, δείχνοντάς μας ποιο από αυτά είναι το ετοιμοθάνατο λευκό νάνο αστέρι, τυλιγμένο στη σκόνη, και ποιο είναι το πιο φωτεινό μπλε σύντροφό του. Ακόμη και σε αυτήν την εικόνα, μακρινοί γαλαξίες φόντου μπορούν να εντοπιστούν στο σκοτάδι που περιβάλλει το νεφέλωμα, έναν προεξέχοντα γαλαξία δίσκου που αποδίδεται με αρκετή λεπτομέρεια ώστε να μπορούμε να δούμε τον φωτεινό κεντρικό του πυρήνα και τις λωρίδες σκόνης.

Δεν περίμενα να επηρεαστώ από την τελική εικόνα, ένα τμήμα ενός αστρικού νηπιαγωγείου που ονομάζεται Νεφέλωμα Καρίνα. Τα νεφελώματα είναι όμορφα, φυσικά, αλλά είμαι κοσμολόγος. Δώσε μου τους γαλαξίες, τις μαύρες τρύπες, τον στρεβλό χωροχρόνο. Τα αστέρια είναι συνηθισμένα. Ο Γαλαξίας μας είναι γεμάτος από αυτά. Τι είναι ένα άλλο σύννεφο σκόνης, όταν έχετε ολόκληρο τον κόσμο να απλώνεται μπροστά σας;

Έκανα λάθος, φυσικά.

Η άποψη του JWST για το νεφέλωμα Carina είναι εκπληκτική. Σε μια συνέντευξη Τύπου πριν από την έκδοση, η Pam Melroy, αναπληρώτρια διευθύντρια της NASA και συνταξιούχος αστροναύτης, είπε:«Αυτό που έχω δει με συγκίνησε, ως επιστήμονα, ως μηχανικό και ως άνθρωπο». Δεν είμαι σίγουρος σε ποια από τις εικόνες αναφερόταν, αλλά τα χρήματά μου θα ήταν στο νεφέλωμα Carina.

Δεν είναι μόνο ότι είναι όμορφο. Σε αυτή την εικόνα, βλέπουμε σκονισμένους, αέριους τρύπους να σκαλίζονται αργά από την ακτινοβολία φωτεινών κοντινών αστεριών, ενώ μέσα στα βάθη τους οι πρωτοαστέρες μόλις αρχίζουν να σχηματίζονται. Εκεί που η όψη του Hubble μάς έδειξε τις άκρες των νεφών, το JWST μας επιτρέπει να κοιτάξουμε μέσα μας, να παρακολουθήσουμε τη διαδικασία της δημιουργίας όπως συμβαίνει, να δούμε, όπως ποτέ άλλοτε, πώς γεννιέται νέο φως από το υλικό των αστεριών.

Εμείς προήλθαμε από αυτό. Είμαστε φτιαγμένοι από αυτό. Αυτή είναι η ιστορία της κοσμικής προέλευσης μας, την οποία είδαμε σε απόσταση 8.000 ετών φωτός, σε ένα άλλο μέρος του Γαλαξία, αλλά, παρόλα αυτά, είναι εξ ολοκλήρου δική μας.

Οι εικόνες σε αυτήν την πρώτη δημοσίευση δεδομένων ήταν από την πρώτη εβδομάδα του JWST ως ένα πλήρως λειτουργικό επιστημονικό όργανο. Σύντομα, θα πρέπει να έχουμε νέες απόψεις του Ηλιακού μας Συστήματος. Σε λίγες εβδομάδες, θα έχουμε δεδομένα από αμέτρητες ανέγγιχτες γωνιές του σύμπαντος. Σε λίγα χρόνια, αναμένω πλήρως ότι η κατανόησή μας για τα αστέρια και τους γαλαξίες και η εξέλιξη του Σύμπαντος θα αλλάξει εντελώς και αμετάκλητα.

Στο μεταξύ, όλοι έχουμε πολλά να επεξεργαστούμε. Η ομάδα JWST συνεχίζει να προγραμματίζει παρατηρήσεις, να κατεβάζει δεδομένα και να διατηρεί το θαύμα της μηχανικής που είναι αυτό το νέο και ισχυρό μηχάνημα. Παρατηρητικοί αστρονόμοι σε όλο τον κόσμο αναλύουν αυτές τις πρώτες εικόνες για να ανακαλύψουν νέες ιδέες για τις αγαπημένες τους αστροφυσικές διαδικασίες.

Και εγώ, ένας θεωρητικός του οποίου η επαγγελματική ζωή περιστρέφεται γύρω από εξισώσεις και γραμμές κώδικα, εξακολουθώ να κοιτάζω τον μικρό χνουδωτό γαλαξία, αναρωτιέμαι αν κάποιος που ζει σε αυτόν έχει δει το σύμπαν όπως εμείς οι άνθρωποι σήμερα και αν ξέρει πόσο όμορφο φαίνεται το σπίτι του από μακριά.

Διαβάστε περισσότερα για το JWST:

• Ο Τζέιμς Γουέμπ πρόκειται να μας οδηγήσει στην «ακρή του χρόνου». Αυτός είναι ο λόγος που αυτό είναι ακόμα πιο κουλ από ό,τι ακούγεται
• Γιατί ήρθε η ώρα να ενθουσιαστείτε με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
• Διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ:Εντός των δοκιμών υψηλού κινδύνου του διαδόχου του Hubble, αξίας 7,2 δισεκατομμυρίων λιρών