Απολαύστε το πλήρες σετ των πρώτων επιστημονικών εικόνων από το JWST

Οι αποκαλύψεις των πρώτων επιστημονικών εικόνων του JWST ξεκίνησαν χθες όταν ο Λευκός Οίκος μοιράστηκε τη βαθύτερη και υψηλότερης ανάλυσης υπέρυθρη άποψη του σύμπαντος, με πρωταγωνιστή το σμήνος γαλαξιών SMACS 0723 και πολλούς γαλαξίες φόντου με βαρυτικό φακό των οποίων το φως έρχεται σε εμάς από το κοσμικό αυγή. Αυτό περιελάμβανε τον προσδιορισμό της χημικής σύνθεσης του πιο απομακρυσμένου γαλαξία. Τώρα, έχουμε τα υπόλοιπα τέσσερα και δεν έχουμε δει ποτέ το υπέρυθρο σύμπαν όπως αυτό.

Η NASA, μαζί με τον Ευρωπαϊκό και τον Καναδικό Διαστημικό Οργανισμό, δημοσίευσαν τις πρώτες παρατηρήσεις των άλλων στόχων για το μεγαλύτερο και ισχυρότερο παρατηρητήριο που εκτοξεύτηκε ποτέ στο διάστημα. Το χθεσινό συμβάν κάλυψε το πρώιμο σύμπαν και σήμερα αφορά τις πρώτες εικόνες από τα άλλα Επιστημονικά Θέματα που έχουν επιλεγεί για το τηλεσκόπιο:γαλαξίες με την πάροδο του χρόνου, κύκλοι ζωής των άστρων και τελευταίο αλλά σίγουρα όχι λιγότερο σημαντικό, άλλους κόσμους εκεί έξω.

SMACS 0723

Αυτή είναι η εικόνα με την υψηλότερη ανάλυση του υπέρυθρου σύμπαντος που έχει ληφθεί ποτέ. Η επιλογή του SMACS 0723 ως ενός από τους πρώτους στόχους είναι λογική δεδομένου ότι ταιριάζει απόλυτα με τη μελέτη του JWST για το πρώιμο σύμπαν.

Ο SMACS 0723, ένα σμήνος γαλαξιών γνωστό για την απίστευτη μάζα του, βρίσκεται 4,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Είναι ένας τέλειος βαρυτικός φακός για τους γαλαξίες που υπήρχαν πριν από 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ορατοί στην εικόνα ως τόξα ή πολλαπλές εικόνες του ίδιου γαλαξία.

Νεφέλωμα Carina

Τα νεφελώματα είναι η γενέτειρα των αστεριών και το νεφέλωμα Carina είναι ένα από τα φωτεινότερα και μεγαλύτερα στον ουρανό. Βρίσκεται σε απόσταση 7.500 ετών φωτός από τη Γη και είναι ένα από τα πιο μελετημένα νεφελώματα εκεί έξω. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν χρειάζεται μια φρέσκια εμφάνιση. Και τι βλέμμα.

Η εικόνα του JWST εστιάζει σε μια περιοχή γνωστή ως κοσμικοί απότομοι βράχοι, μια "ακτογραμμή" που αποτελείται από τεράστια νήματα αερίου και σκόνης όπου ο σχηματισμός άστρων συμβαίνει σε έναν μπλε ωκεανό από αστέρια φόντου.

Οι υπέρυθρες παρατηρήσεις του JWST έχουν τονίσει τους ταραχώδεις κατοίκους του νεφελώματος. Η Carina είναι ένα αστρικό φυτώριο, όπου γεννιούνται τα αστέρια. Σε μια περιοχή που εκτείνεται πάνω από 100 έτη φωτός, υπάρχουν 1.000 αστέρια με μάζα του Ήλιου μας και τουλάχιστον 70 με μάζες μεταξύ 15 και 150 φορές του Ήλιου. Αυτά τα τεράστια αστέρια είναι από τα πιο ενεργά μέλη του νεφελώματος και έχουν διαμορφώσει σημαντικά αυτήν την ουράνια δομή. Το υπεριώδες φως αυτών των πιο καυτών, μεγαλύτερων αστεριών σμιλεύει τη σκόνη του νεφελώματος και η σκόνη εκπέμπει ξανά το φως ως υπέρυθρο, που φαίνεται με εκπληκτική λεπτομέρεια από το JWST.

Νεφέλωμα του νότιου δακτυλίου

Τα αστέρια γεννιούνται στη σκόνη και το αέριο των νεφελωμάτων και μπορούν να επιστρέψουν σε αυτά στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Ένα θαυμάσιο παράδειγμα αυτού είναι το Νεφέλωμα του Νότιου Δακτυλίου, ένα πλανητικό νεφέλωμα που βρίσκεται περίπου 2.000 έτη φωτός μακριά. Το όνομα πλανητικό νεφέλωμα είναι λίγο λανθασμένο και προέρχεται από τους αστρονόμους του 18ου αιώνα William Herschel και Antoine Darquier de Pellepoix, οι οποίοι και οι δύο περιέγραψαν τέτοια αντικείμενα ως πλανήτες.

Αυτά τα νεφελώματα δημιουργούνται όταν ένα κόκκινο γίγαντας αστέρι, αργότερα στον κύκλο ζωής του, απελευθερώνει τα ιονισμένα αέρια εξωτερικά του κελύφη. Για το Νεφέλωμα του Νότιου Δακτυλίου, ο κόκκινος γίγαντας έχει ήδη φύγει και αυτό που μένει πίσω είναι ένας λευκός νάνος, ο εκφυλισμένος εκτεθειμένος πυρήνας του. Περιφέρεται από έναν σύντροφο, τον οποίο η εικόνα μεσαίου υπέρυθρου (κάτω) αποκαλύπτει ότι είναι καλυμμένο με σκόνη. Ο λευκός νάνος έχει θερμοκρασία 100.000s Kelvins αρκετά υψηλή ώστε να κάνει το νεφέλωμα να φθορίζει κάτω από το έντονο υπεριώδες φως. Οι υπέρυθρες παρατηρήσεις από το JWST φέρνουν μια νέα λεπτομερή κατανόηση των δομών του νεφελώματος, δείχνοντας κύματα στα κελύφη.

Πουιντέτο του Στέφανου

Αν κάποιος θέλει να κατανοήσει την εξέλιξη των γαλαξιών, μια κρίσιμη διαδικασία είναι οι αλληλεπιδράσεις των γαλαξιών και ένα από τα καλύτερα παραδείγματα αυτού είναι το Κουιντέτο του Stephan, μια οπτική ομαδοποίηση πέντε γαλαξιών που παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Édouard Stephan από το Αστεροσκοπείο της Μασσαλίας το 1877.

Από τους πέντε γαλαξίες, οι τέσσερις είναι στην πραγματικότητα μια πραγματική ομάδα στο διάστημα, καθιστώντας τον την παλαιότερη γνωστή συμπαγή ομάδα γαλαξιών. Αυτοί οι γαλαξίες έχουν περάσει δισεκατομμύρια χρόνια αλληλεπιδρώντας, πετώντας ο ένας δίπλα στον άλλο και συγχωνεύονται. Το σύνθετο σύστημα θα γίνει τελικά ένα ενιαίο αντικείμενο μετατρέποντάς το σε έναν ενιαίο τεράστιο ελλειπτικό γαλαξία. Οι τέσσερις γαλαξίες στο κουιντέτο του Stephan βρίσκονται 290 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Δεδομένου του πόσοι παίκτες υπάρχουν σε αυτό το σύστημα, υπάρχουν πολλά να μελετηθούν εδώ και αυτή η όμορφη εικόνα από το JWST υπογραμμίζει ήδη μελλοντικούς τομείς ενδιαφέροντος για τους επιστήμονες που προσπαθούν να καταλάβουν πώς αλλάζουν οι γαλαξίες με την πάροδο του χρόνου. Η παραπάνω εικόνα είναι ένα μωσαϊκό 1.000 ξεχωριστών αρχείων εικόνας σε συνδυασμό και η πλήρης έκδοση στα 150 εκατομμύρια pixel είναι η μεγαλύτερη εικόνα JWST μέχρι σήμερα.

Φάσματα Εξωπλανητών

Μεταξύ αυτών των ένδοξων εικόνων, το φάσμα του εξωπλανήτη WASP-96b μπορεί να περάσει σχεδόν απαρατήρητο, αλλά τα δεδομένα είναι μια γεύση του τι μπορεί να επιτύχει αυτό το παρατηρητήριο στη μελέτη μακρινών κόσμων.

Το φάσμα δείχνει τη σύνθεση της ατμόσφαιρας με εξαιρετική λεπτομέρεια γεγονός σε απόσταση 1.150 ετών φωτός από τη Γη, επιβεβαιώνοντας την παρουσία υδρατμών.

Το WASP-96 έχει μάζα τη μισή από αυτή του Δία, αλλά περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του σε μόλις 3,4 ημέρες. Το 2018, προσδιορίστηκε ότι αυτός ήταν ο πρώτος εξωπλανήτης χωρίς σύννεφα, αλλά η υπογραφή του νερού υποδηλώνει την παρουσία θολών και ίσως νεφών ζεστού υδρατμού.

Και αυτό είναι. Η αρχή της επιστημονικής εργασίας του JWST. Από το πολύ μακρινό φως από τους γαλαξίες με βαρυτικούς φακούς μέχρι τον ασύνεφο ουρανό ενός (σχετικά) κοντινού κόσμου, το καλύτερο υπέρυθρο μάτι μας στο σύμπαν είναι πλέον ανοιχτό.