Οι εικόνες του James Webb είναι έξω από αυτόν τον κόσμο

Είναι μια μέρα που οι λάτρεις του διαστήματος περίμεναν μήνες — η αποκάλυψη των πρώτων εικόνων από τον James Webb, το διαστημικό τηλεσκόπιο που εκτοξεύτηκε από το συγκρότημα εκτόξευσης ELA-3 της Arianespace στο Kourou, στη Γαλλική Γουιάνα, το 2021. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτά τα μυαλά -Φυσικές εικόνες και δείτε τι μπορεί να προσφέρει αυτό το απίστευτο τηλεσκόπιο τα επόμενα χρόνια.

Deep Field – SMACS 0723

Η πρώτη εικόνα του James Webb κυκλοφόρησε στις 11 Ιουλίου ως teaser για να δημιουργήσει την προσμονή για τη ζωντανή ροή της 12ης Ιουλίου. Αυτή η τεράστια εικόνα σε βάθος πεδίου είναι η πιο μακρινή εικόνα του σύμπαντος που έχουμε δει ποτέ. Αυτή η εικόνα δείχνει το ίδιο μέρος του ουρανού που κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble το 1995, γνωστό ως SMACS 0723, αλλά η διαφορά μεταξύ των δύο εικόνων είναι εντυπωσιακή. Η εικόνα του James Webb δείχνει αστέρια και γαλαξίες σε υψηλή ανάλυση, που καταγράφουν ουράνια σώματα που χρονολογούνται πριν από 13,1 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι μόνο μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Τα τεράστια εξάκτινα αστέρια που φαίνεται να κυριαρχούν στην εικόνα είναι υπερβολικά φωτεινά λόγω της εγγύτητάς τους στο τηλεσκόπιο. Βρίσκονται εκτός του ηλιακού μας συστήματος αλλά υπάρχουν μέσα στον γαλαξία μας.

Η πιο σημαντική διαφορά μεταξύ της λήψης από το Hubble του SMACS 0723 και της εικόνας του James Webb του ίδιου τμήματος του ουρανού είναι ο χρόνος που χρειάστηκε. Η εικόνα του Hubble χρειάστηκε σχεδόν δύο εβδομάδες για να ολοκληρωθεί. Το JWST κατέγραψε μια εικόνα υψηλότερης ανάλυσης της ίδιας περιοχής σε λίγο περισσότερο από 12 ώρες.

Εάν τμήματα της εικόνας SMACS 0723 φαίνονται θολά ή παραμορφωμένα, δεν βλέπουμε απευθείας τους γαλαξίες σε αυτά τα τμήματα. Το φως από αυτούς τους γαλαξίες έχει περάσει εκατοντάδες δισεκατομμύρια χρόνια ταξιδεύοντας και απλώνεται στο ταξίδι του προς εμάς.

Exoplanet – WASP-96b

Όταν η NASA άρχισε για πρώτη φορά να ψάχνει για διάδοχο του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, η ιδέα του κυνηγιού για εξωπλανήτες δεν υπήρχε καν στο τραπέζι. Σήμερα, είναι ένα από τα πιο εκτεταμένα μέρη της αποστολής του James Webb καθώς καταγράφει κομμάτια του ουρανού. Ο πρώτος από αυτούς τους πλανήτες που καταγράφηκε από το τηλεσκόπιο είναι ο WASP-96b.

Σύμφωνα με την Knicole Colon, έναν αστροφυσικό και επιστήμονα εξωπλανητών της NASA, ο WASP-96b είναι ένας γίγαντας αερίου περίπου στο μέγεθος του Δία, αν και έχει τη μισή μάζα του πλανήτη. Περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι περίπου 1.000 έτη φωτός από τη Γη, αλλά σε αντίθεση με τον Δία μας, το WASP-96b είναι πιο κοντά στο άστρο του παρά ο Ερμής στο δικό μας. Παρατηρώντας τον πλανήτη καθώς περνούσε ή περνούσε μπροστά από το αστέρι του, οι ερευνητές θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το τηλεσκόπιο για να συλλάβουν φασματοσκοπικά δεδομένα σχετικά με τη σύνθεση της ατμόσφαιράς του.

Καθώς το φως από το αστέρι περνά μέσα από την ατμόσφαιρα στο δρόμο του προς τα όργανα του JWST, αλληλεπιδρά διαφορετικά ανάλογα με τα υλικά από τα οποία διέρχεται. Σε αυτή την περίπτωση, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να προσδιορίσουν ότι υπάρχει υδρατμός στην ατμόσφαιρα του WASP-96 b αναλύοντας τα φασματοσκοπικά δεδομένα από το τηλεσκόπιο. Οι μικροσκοπικές αιχμές στη φασματοσκοπική ένδειξη δείχνουν την παρουσία νεφών και ομίχλης. Τώρα, ο WASP-98b δεν είναι το είδος του πλανήτη που θα θέλαμε να αποκαλούμε σπίτι - είναι πολύ κοντά στο αστέρι του για να υποστηρίξει ζωή - αλλά είναι επίσης μόνο ο πρώτος εξωπλανήτης που έχουμε εντοπίσει στις εικόνες του James Webb. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά μέρη για να ψάξουν οι επιστήμονες.

Stellar Death – The Southern Ring Nebula

Όταν ένα αστέρι χαμηλής μάζας πεθαίνει, ρίχνει τα εξωτερικά του στρώματα σε κύματα, δημιουργώντας ένα πλανητικό νεφέλωμα με έναν λευκό νάνο στον πυρήνα του. Οι εικόνες του James Webb που καταγράφηκαν από το Νεφέλωμα του Νότιου Δακτυλίου μας βοηθούν να δούμε αυτά τα κύματα. Η ομάδα του JWST μοιράστηκε δύο φωτογραφίες του Νεφελώματος του Southern Ring — η μία χρωματισμένη από τα ταλαντούχα χέρια επιστημονικών οπτικών προγραμματιστών όπως ο Joe Depasquale και η Alyssa Pagan και η άλλη χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέγονται από το όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας ή MIRI.

Η πρώτη εικόνα δείχνει τα κύματα των πορτοκαλί αερίων που περιβάλλουν έναν φωτεινό λευκό νάνο στον πυρήνα του νεφελώματος. Σύμφωνα με τον Karl Gordon, έναν αστρονόμο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, το λαμπρό πορτοκαλί χρώμα οφείλεται στο μοριακό υδρογόνο. Το ζεστό ιονισμένο αέριο αποτελεί τον μπλε πυρήνα γύρω από το αστέρι.

Εκ πρώτης όψεως, αυτό μπορεί να φαίνεται ότι είναι ένα μόνο αστέρι μέχρι να αφαιρέσετε μερικά από τα επίπεδα και να μεταβείτε σε δεδομένα που συλλέγονται από το MIRI. Χωρίς τον έντονο φωτισμό του λευκού νάνου να κυριαρχεί στην εικόνα, γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι το σύστημα στον πυρήνα του Νεφελώματος του Νότιου Δακτυλίου είναι δυαδικό. Δύο αστέρια που πεθαίνουν αναπαύονται στο κέντρο αυτού του νεφελώματος, δίνοντάς μας περισσότερες απαντήσεις για το τι συμβαίνει στο τέλος της ζωής ενός αστεριού.

Ως μπόνους, ρίξτε μια ματιά στην επάνω αριστερή γωνία του νεφελώματος. Μετά από προσεκτικότερη επιθεώρηση, αυτό που μοιάζει με μια ακτίνα φωτός που τρέχει έξω από το σύννεφο αποκαλύπτεται ότι είναι ένα νεφέλωμα. Υπάρχουν τόσα πολλά πράγματα που κρύβονται σε αυτές τις εικόνες που οι επιστήμονες θα μελετούν για τα επόμενα χρόνια - και αναμένουμε να δούμε νέες εικόνες James Webb πολύ πιο συχνά από ό,τι είδαμε με το τηλεσκόπιο Hubble.

Galaxy – Stephen’s Quintet

Θεωρούμε τους γαλαξίες ως μοναχικές οντότητες με τεράστια τμήματα χώρου μεταξύ τους. Αυτό δεν θα μπορούσε να απέχει περισσότερο από την αλήθεια, ειδικά με το Quintet του Stephen. Αυτή η εικόνα παρουσιάζει μια συγκέντρωση πέντε γαλαξιών, που υπάρχουν όλοι σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους, κλειδωμένοι σε έναν ατελείωτο κοσμικό χορό από τα πηγάδια βαρύτητας του καθενός. Δύο γαλαξίες φαίνεται να συγχωνεύονται, επιτρέποντάς μας να παρακολουθούμε σε πραγματικό χρόνο τι συμβαίνει όταν πολλοί γαλαξίες συγκρούονται και γίνονται μια τεράστια οντότητα.

Αυτή η απίστευτη εικόνα συνδυάζει φασματοσκοπία εγγύς υπέρυθρη (NIRSPEC) και εικόνες MIRI. Εάν αφαιρέσετε τις εικόνες NIRSPEC, θα έχετε εικόνες από ευαίσθητα σύννεφα αερίου και έναν γαλαξία — στο επάνω μέρος της εικόνας — που δείχνει μια σπίθα 40 δισεκατομμύρια φορές πιο φωτεινή από τον ήλιο μας.

Αυτό το φωτεινό σημείο στο κέντρο του κορυφαίου γαλαξία είναι μια ενεργή μαύρη τρύπα, σύμφωνα με την επιστήμονα του WEBB NIRSPEC Giovanna Giardino. Αυτό που βλέπουμε δεν είναι η ίδια η μαύρη τρύπα, αλλά το φως και η ενέργεια που παράγονται από τα αέρια και τα υλικά που έλκονται σε αυτό το γαλαξιακό τέρας.

Ανάμεσα στους γαλαξίες, οι εικόνες του James Webb δείχνουν ένα αυξανόμενο σύννεφο θερμαινόμενου αερίου και σκόνης. Αυτό το σύννεφο θα μπορούσε να είναι το τέλειο μέρος για αυτή τη συνένωση γαλαξιών για να γεννηθούν νέα αστέρια και πλανήτες.

Stellar Birth – The Cosmic Cliffs of the Carina Nebula

Όποιος είναι εξοικειωμένος με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble έχει δει εικόνες από τους Κοσμικούς βράχους του νεφελώματος Carina, αλλά δεν τους έχετε ξαναδεί έτσι. Το νεφέλωμα Carina είναι ένα αστρικό φυτώριο μέσα στον Γαλαξία του Γαλαξία, περίπου 7.600 έτη φωτός από τη Γη. Οι νέες εικόνες του James Webb αυτού του διαστημικού τομέα δείχνουν πράγματα που δεν έχουμε ξαναδεί. Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης προβάλλουν εκατοντάδες νέα αστέρια, φυσαλίδες και κοιλότητες που δεν έχουμε εντοπίσει ποτέ και ενεργητικούς πίδακες που εκτοξεύτηκαν από νεογέννητα αστέρια. Ορισμένες δομές είναι πλέον εμφανείς στις εικόνες υψηλής ανάλυσης που οι αστρονόμοι δεν είναι καν σίγουροι για το τι μπορεί να είναι.

Το νεφέλωμα Carina μπορεί να μοιάζει με ένα τεράστιο ουράνιο σώμα, αλλά διατηρεί μια λεπτή ισορροπία. Σύμφωνα με την Amber Straughn, αναπληρώτρια επιστήμονα του προγράμματος Webb, πολλά καυτά νεαρά αστέρια εξαπολύουν ηλιακούς ανέμους που μπορούν να διαταράξουν τα νεφελώματα. Η ακτινοβολία που παράγουν αυτά τα αστέρια μπορεί να συμβάλει στη γέννηση νέων άστρων, αλλά αν ωθήσει πολύ μακριά, θα μπορούσε να διαβρώσει το νεφέλωμα σε σημείο που να σταματήσει εντελώς ο σχηματισμός των άστρων.

Υπάρχουν τόσα πολλά να μάθουμε για αυτά τα αστρικά φυτώρια. «Εμείς οι άνθρωποι είμαστε πραγματικά συνδεδεμένοι με το σύμπαν. Είμαστε φτιαγμένοι από τα ίδια πράγματα σε αυτό το όμορφο τοπίο», είπε ο Straughn κατά τη διάρκεια της διαδικτυακής μετάδοσης της NASA.

Κοιτάζοντας προς τα αστέρια

Ο διαχειριστής της NASA έκλεισε το webcast που παρουσίαζε όλες αυτές τις νέες εικόνες του James Webb και το είπε καλύτερα. «Είναι ξεκάθαρο ότι ο Webb αντιπροσωπεύει τα καλύτερα της NASA. Διατηρεί την ικανότητά μας να μας ωθεί προς τα εμπρός για επιστήμη, για ανάληψη κινδύνων, για έμπνευση. Δεν θέλουμε ποτέ να σταματήσουμε να εξερευνούμε τους ουρανούς ή να σταματήσουμε να τολμάμε να κάνουμε άλλο ένα βήμα προς τα εμπρός για την ανθρωπότητα. Σύμφωνα με τα λόγια του διάσημου Carl Sagan, κάπου, κάτι απίστευτο περιμένει να γίνει γνωστό. Νομίζω ότι αυτά τα λόγια γίνονται πραγματικότητα». Οι εικόνες που τραβήχτηκαν από το JWST είναι μόνο το μικρότερο δείγμα του τι μπορεί να μας περιμένει έξω στον κόσμο. Ανυπομονούμε να δούμε τι θα βρουν στη συνέχεια!