Presne pred rokom astronómovia zverejnili prvé vedecké snímky zhotovené teleskopom Jamesa Webba, ktoré u mnohých ľudí vyvolali eufóriu.
Nasledujúce mesiace priniesli aj revolučné fotografie oblohy, z ktorých každá posunula hranice našich vedomostí o astronómii a obohatila naše chápanie vesmíru.
Nemáte dojem, že postupne čoraz menej spomíname na Hubbleov teleskop a väčšinou dostávame nové správy súvisiace s pozorovaniami Jamesa Webba? Toto je len dojem. Faktom však je, že Hubblov vesmírny teleskop neurobil snímky v najlepšom rozlíšení a niekedy boli úplne rozmazané, takže ikonické snímky (hmlovina Kýl, Piliere stvorenia, oblasť tvorby hviezd v Malom Magellanovom oblaku) budú teraz byť oveľa lepší. Koniec koncov, prišiel čas na úplne nové projekty, vrátane pozorovaní v hĺbke priestor. Preto sa dá písať donekonečna o práci teleskopu Jamesa Webba. To samozrejme neznamená, že Hubble je preč, stále statočne pracuje vo vesmíre, ale prišiel čas na jeho nástupcu.
Všetci si pamätáme fotografiu teleskopu Jamesa Webba v prízemnej miestnosti s nasadeným solárnym štítom, ktorého účinnosť závisí od jeho polohy na obežnej dráhe okolo bodu L2. A teraz je niekde v hlbinách vesmíru, kde študuje vesmír a fotografuje zaujímavé objekty.
Prečítajte si tiež: Teleportácia z vedeckého hľadiska a jej budúcnosť
Čoskoro sa objavia nové vesmírne teleskopy, ale Webb zostane najlepší
Webb (oficiálne JWST alebo James Webb Space Telescope) o pár mesiacov dostane na neďalekú obežnú dráhu okolo L2, 1,5 milióna kilometrov od Zeme ďalšieho spoločníka – Euklidovský teleskop na rozsiahly prieskum oblohy, ktorý bude hľadať známky existenciu temnej energie a temnej hmoty O niekoľko rokov neskôr sa k teleskopu Euclid pripojí ďalší ďalekohľad – Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman – Hubblovo dvojča), ktorý sa dostane na obežnú dráhu Zeme. Je to však James Webb, ktorý dlho zostane najväčším vesmírnym teleskopom s najlepšou schopnosťou zobraziť detaily najbližšieho kozmu (Slnečnej sústavy) aj najvzdialenejších kútov vesmíru.
Neskôr v tomto roku si pripomenieme ďalšie špeciálne výročie – 30 rokov odvtedy, čo Hubblov teleskop podstúpil „operáciu oka“, inštaláciu prístroja, ktorý koriguje rozmazaný obraz vytvorený nesprávne vylešteným zrkadlom. Stalo sa tak v decembri 1993, viac ako tri roky po vypustení tohto teleskopu na obežnú dráhu.
Teleskop Jamesa Webba takéto problémy nemal a výkon jeho prístrojov prekonal tie najdivokejšie očakávania astronómov. Áno, vedci a inžinieri mali rok na to, aby prešli niekoľkými počiatočnými chvíľami stresu, pretože niektoré prvky súvisiace s prístrojom MIRI na pozorovania v strednom infračervenom rozsahu dvakrát zlyhali (v lete 2022 a na jar 2023). Ako prístroj NIRISS (zima 2023), ktorého problémy spôsobilo kozmické žiarenie.
Napriek tomu sa investícia do Jamesa Webba dobre vyplatila. Ďalekohľad podľa oficiálnych údajov stál 10 miliárd dolárov. Táto suma sa dá porovnať napríklad s 13 miliardami dolárov, ktoré stojí výstavba najmodernejšej lietadlovej lode v americkej flotile – USS Gerald R. Ford. Nie je to dokonalé porovnanie, ale ukazuje, ako sa líši hodnota peňazí v astronómii a vojenskej technike.
Prečítajte si tiež:
- Pozorovanie červenej planéty: História marťanských ilúzií
- Vesmírne misie s ľudskou posádkou: Prečo je návrat na Zem stále problémom?
Čo prinieslo 12 mesiacov pozorovania ďalekohľadom?
Viac o ďalekohľade, ako je postavený, jeho tajomstvá, kontroverzie súvisiace s názvom si môžete prečítať v naše predchádzajúce texty. Je však čas zhrnúť výsledky roka pozorovaní, vyzdvihnúť najzaujímavejšie objavy a ukázať ich vplyv na astronómiu.
Výhody, ktoré Webb dal astronómom, sú schopnosť vidieť už známe objekty s ešte vyšším rozlíšením a vidieť to, čo predtým uniklo našej pozornosti. Astronómovia teda získali množstvo údajov, ktoré im umožnia vylepšiť existujúce teórie alebo vytvoriť nové. Aj keď to znie veľmi triviálne, Webbove úspechy si vyžadovali spoluprácu inžinierov a vedcov z celého sveta.
Nižšie uvádzame zbierku najzaujímavejších obrázkov z ďalekohľad Jamesa Webba, doteraz za 12 mesiacov pozorovaní.
Tiež zaujímavé: Terraformovanie Marsu: Mohla by sa červená planéta zmeniť na novú Zem?
Čo skúma Webb? Od najbližších asteroidov po najvzdialenejšiu čiernu dieru
Prvé porovnávacie pozorovania ukázali hodnotu schopnosti vidieť vesmír súčasne v blízkom infračervenom rozsahu a v strednom infračervenom rozsahu, kde môžete vidieť oveľa chladnejšie, sotva viditeľné štruktúry. Hovoríme nielen o ikonických Pilieroch stvorenia, ale aj o pozorovaní objektov Slnečnej sústavy. Teleskop Jamesa Webba už preskúmal Jupiter a Saturn a poskytol najlepšie snímky prachových prstencov Neptúna, ako aj Uránu a jeho mnohých mesiacov. Ako Webbov teleskop videl Urán a jeho prstence, je možné vidieť na zväčšenom obrázku s najväčšími satelitmi označenými:
Okrem planét sa teleskop Jamesa Webba zameral aj na Saturnove mesiace vrátane povrchu a oblakov Titanu a ľadového Enceladu, kde boli pozoruhodne dobre viditeľné emisie ľadu, vodnej pary a organických zlúčenín, ktoré tvoria tórium okolo planéty.
Webb tiež umožnil vedcom sledovať kolíziu sondy DART s asteroidom Dimorphos minulú jeseň a tento rok pomohol potvrdiť existenciu mimoriadne vzácnej kategórie komét pochádzajúcich z pásu asteroidov medzi Marsom a Jupiterom. Najmenšie asteroidy, ktoré Webb pozoroval v tejto oblasti, majú priemer asi 100 m.
Zaujalo nás pozorovanie kométy Read teleskopom Webb. Pre astronómov je veľmi zaujímavý, pretože obsahuje vodu. Hoci by to tak nemalo byť, vzhľadom na obežnú dráhu kométy v páse asteroidov, ktorý je oveľa bližšie k Slnku ako dráhy komét za Neptúnom. V médiách sú vizualizácie a závery, ktoré sú ešte pôsobivejšie, ale astronómovia sú spokojní s diagramom, ako je ten na obrázku vyššie.
Astronómovia tiež nasmerovali ďalekohľad na extrasolárne planéty. V januári objavil Webbov teleskop prvú takúto planétu, ktorá vyzerá podobne ako Zem, hoci okolo svojho Slnka obieha po veľmi úzkej dráhe s periódou dvoch dní. Pomocou infračervených pozorovaní dokázal James Webb zmerať teplotu na povrchu kamennej planéty Trappist-1 b a pozoroval prachový disk okolo mladej hviezdy AU Microscopii, ktorá po vytvorení planéty prechádza dynamickým vývojom. Každé z týchto pozorovaní sa môže pochváliť najlepším rozlíšením údajov. Webbove spektroskopy objavili aj nezvyčajné planetárne atmosféry, ako je silikátová atmosféra okolo planéty VHS 1256b.
Molekulárny oblak Chamaeleon I vyzerá na fotografii pôsobivo:
Pokiaľ ide o hviezdy, teleskop Webb môže dosiahnuť oblasti, kde sa v budúcnosti vytvoria mladé hviezdy, ako je molekulárny oblak Chamaeleon I, kde bol zistený ľad, ako aj početné zložité organické zlúčeniny, ktoré naznačujú vznik planét okolo hviezd. čo v budúcnosti môže byť začiatkom rozvinutého života. V hmlovine Orion, vzdialenej 1350 svetelných rokov, objavil teleskop Jamesa Webba najkomplexnejšiu zlúčeninu, metylový katión, východiskový bod pre vznik zložitých foriem uhlíka.
Takto vyzerá oblasť hmloviny Orion, kde spektroskopisti objavili najkomplexnejšiu uhlíkatú časticu, ktorá je známa mimo Slnečnej sústavy. Obrázky z NIRCam (blízke infračervené) a MIRI (stredné infračervené):
Okrem pozorovania raných štádií formovania hviezd, ako je L1527, pozoroval Webbov teleskop aj záverečné fázy života hviezd, ako je masívny a horúci Wolf-Rayet 124, ktorý sa v budúcnosti stane supernovou. V oboch prípadoch boli zaznamenané predtým neviditeľné detaily týchto objektov.
Stačí sa pozrieť na tieto nádherné fotografie, kde vľavo je vznik, zrod hviezdy a vpravo záverečná etapa života starej hviezdy:
Vďaka stredno-infračervenému prístroju MIRI je možné medzi mnohými krásnymi snímkami vidieť aj pozostatky supernovy Cassiopeia A. Hoci ich bolo možné vidieť už mnohokrát, bol to Webbov teleskop, ktorý vytvoril oveľa jasnejšie snímky. A to umožní viac pochopiť procesy, ktoré vedú k výbuchom supernov, pretože tvoria hmotu podobnú tej, z ktorej kedysi vznikla Zem.
Pozrite sa, ako ďalekohľad videl Cassiopeiu A. Mimochodom, túto hmlovinu bolo možné vidieť pomocou stredno-infračervených kamier MIRI.
Slnečná sústava, objekty Mliečnej dráhy sú najbližšou pozorovacou oblasťou Webbovho teleskopu. Za posledný rok teleskop pozoroval aj iné, oveľa vzdialenejšie galaxie, ako je Andromeda a Magellanove mračná. A tie, v ktorých môžete jasne pozorovať detaily, napríklad prachové pásy v galaxii NGC 1433, ktorá je vzdialená 46 miliónov svetelných rokov, a na základe pozorovaní analyzovať vývoj hviezdokôp. A tie, ktoré sú od nás vo vzdialenosti miliárd svetelných rokov, pri ktorých možno pozorovať len ich siluety a celkovú kompozíciu.
Naozaj ostré fotografie nám umožňujú vidieť detaily prašnej strednej infračervenej štruktúry galaxie NGC1433. Snímka bola urobená v rámci projektu PHANGS (High Angular Resolution Physics in Close Galaxies).
Avšak aj v druhom prípade je rozsah Webb lepší ako ktorýkoľvek iný nástroj, ktorý máme dnes k dispozícii. Práve tento najmodernejší nástroj nám umožňuje ukázať štruktúry, ktoré sme ešte nevideli.
Patria sem kopy galaxií pochádzajúce z raného vesmíru, mladé galaxie, ktoré práve zbierajú materiál zo svojich prvých supernov, a najvzdialenejšie a jedna z najstarších galaxií vo vesmíre (300 – 500 miliónov rokov po Veľkom tresku). Ide o štruktúry, v ktorých sa intenzívne tvoria hviezdy a ktoré existovali už v čase, keď boli medzigalaktické priestory vyplnené ešte nie úplne ionizovanou hmotou. Túto fázu, keď sa vesmír pomaly stáva priehľadným pre svetlo, pozorujeme na obrázkoch nasnímaných teleskopom Jamesa Webba.
Pri pozorovaní týchto najvzdialenejších objektov Webbovi pomáha aj príroda, presnejšie fenomén šošovky. Najdokonalejším príkladom je snímka nadkopy Pandora (alebo Abell 2744), ktorá obsahuje početné šošovkovité galaxie, keď bol vesmír starý niekoľko stoviek miliónov rokov. V porovnaní s Hubblovým teleskopom je možné získať snímky hlbokého vesmíru z viac ako 50 000 svetelných zdrojov s expozíciou trvajúcou niekoľko hodín a nie dní. Ide o obrovské zrýchlenie pozorovania.
Teleskop Jamesa Webba zachytil na fotografiách superkopu galaxií Pandora. V prípade gravitačnej šošovky je aj najmenšie zvýšenie rozlíšenia neoceniteľné pre modelovanie javu a odhad skutočnej vzdialenosti šošovkovaných galaxií.
Tým, že bol Webb schopný pozorovať skupiny takýchto raných objektov, dokázal odhaliť zrná kozmickej štruktúry. Pozostáva zo zhlukov galaxií, ktoré sa nachádzajú vo vesmíre a sú oddelené dutinami (v praxi to však nie sú oblasti bez hmoty). Tieto štúdie sú realizované v rámci projektu Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), ktorý umožnil pozorovať najstaršiu čiernu dieru, ktorá existuje už 570 miliónov rokov po vzniku nášho vesmíru.
Pozorovania vzdialených čiernych dier v centrách galaxií sa uskutočňujú pomocou technológie mikroapertúr, niekoľkonásobne hrubších ako ľudský vlas, ktoré sa dajú otvárať a zatvárať. To Webbovi umožňuje pozorovať spektrá až 100 galaxií naraz, čo výrazne urýchľuje prácu a poskytuje astronómom obrovské množstvo údajov, z ktorých mnohé ešte musia byť analyzované.
Spektrá niekoľkých galaxií súčasne získané pomocou technológie mikroapertúr. Amatérovi sa to nemusí zdať veľmi zaujímavé, ale len na základe tohto obrázku by astronómovia mohli napísať celú knihu.
Nižšie je 290D cesta do galaxie Maisie, ktorá existovala, keď mal vesmír iba 5000 miliónov rokov. Ukazuje rozdiel vo vzdialenostiach až 200 galaxií na malej časti oblohy, ktorú pozoruje CEERS. Keď sa presunieme z najbližšej galaxie do Maisie, vrátime sa v čase o XNUMX miliónov rokov.
Tiež zaujímavé:
- Európska komisia plánuje umiestniť do vesmíru centrum na spracovanie údajov
- Čína dokončila výstavbu vesmírnej stanice Tiangong
Fotografia pri príležitosti výročia - oblasť formovania hviezd Rho Ophiuchi
„Pri svojom prvom výročí vesmírny teleskop Jamesa Webba splnil svoj sľub otvoriť vesmír a dal ľudstvu fascinujúcu pokladnicu obrázkov a vedy, ktorá bude trvať desaťročia,“ zhrnula prvé výročie Nicola Fox, hlavná vedkyňa NASA. z pozorovaní. A s týmito slovami je ťažké nesúhlasiť.
Teleskop Webb na svoje výročie odfotografoval oblasť tvorby hviezd Ro Ophiuchus, jednu z najjasnejších oblastí Mliečnej dráhy. Mnohé hviezdy sa tam práve formujú a sú skryté v oblakoch prachu, ktoré dominujú oranžovo-žltej oblasti snímky. Okrem jednej, ktorá dokázala presvitať cez prach, zvyšok tvorí asi 50 hviezd podobných alebo menších ako Slnko.
Tie hviezdy, ktoré sa nejakým spôsobom zrodili, sa našim očiam odhalia v momente, keď po prvý raz zažiaria a začnú rozptyľovať okolitú hmotu.
To je možné vidieť na obrázku vo forme červených a fialových prúdov (pruhov) molekulárneho vodíka vyžarujúceho v dvoch smeroch z miesta hviezd. Vďaka teleskopu Jamesa Webba bolo v tejto oblasti po prvýkrát pozorované také množstvo prekrývajúcich sa výtryskov.
Hmlovina Rho Ophiuchus sa nachádza 390 svetelných rokov ďaleko v súhvezdí Ophiuchus. Pozorovanie pomocou amatérskeho vybavenia si vyžaduje fotografovanie s dlhou expozíciou, no môžete skúsiť nájsť blízku hviezdu s rovnakým názvom ako hmlovina bez fotoaparátu. Jeho jasnosť je 4,6 magnitúdy. To znamená, že je viditeľný ďaleko od mestských svetiel pri dobrej viditeľnosti aj voľným okom. A ak nie voľným okom, tak ďalekohľadom určite.
V ťažších podmienkach si musíme vystačiť s pozorovaniami hviezdy Antares v súhvezdí Škorpión, ktorá sa tiež nachádza neďaleko v hmlovine. Leto je najlepší čas na pozorovanie týchto objektov na Ukrajine, pretože vtedy sú viditeľné nízko nad južným obzorom.
A teleskop Jamesa Webba pokračuje vo svojej ceste vesmírom a študuje nové hviezdy, hviezdokopy a hmloviny. Bude môcť nahliadnuť do minulosti Vesmíru, zistiť, ako sa rodia hviezdy a planéty, čo nám umožní lepšie pochopiť pôvod našej planéty Zem.
Tiež zaujímavé: