Jak dużo wiemy o tym co znajduje się w centrum naszej własnej galaktyki? Z jednej strony całkiem sporo. Udało się nawet zrobić obraz centralnej supermasywnej czarnej dziury, ale skierowanie w tę stronę przenikliwego oka teleskopu Jamesa Webba ujawniło coś, czego wcześniej astronomowie nie widzieli, a nawet nie spodziewali się zobaczyć.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ujawnił nowe tajemnice zatłoczonego centrum Drogi Mlecznej i dostarczył nam niezwykle szczegółowych zdjęć tego obszaru. Pokazał nam struktury zawieszone w przestrzeni ksomicznej, które dotychczas pozostawały ukryte. Wykorzystując swoje zaawansowane możliwości obserwacji w podczerwieni, JWST umożliwił astronomom ujrzeć to wszystko z całkowicie nowej perspektywy. Pikanterii dodaje fakt, że cały ten spektakl rozgrywa się w odległości zaledwie trzystu lat świetlnych od supermasywnej czarnej dziury Drogi Mlecznej, czyli sławnego Sagittariusa A* i ukazuje spektakularny proces narodzin gwiazd w regionie znanym jako “Sagittarius C”, gdzie jak się szacuje, znajduje się obecnie około pół miliona gwiazd.
Źródło: NASA, ESA, CSA, STScI, and S. Crowe (University of Virginia)
Wykorzystując pracujący w bliskiej podczerwieni instrument Near Infrared Camera (NIRcam), Webb zdołał “spojrzeć” przez zasłaniające centrum galaktyki chmury gazu i pyłu. Chociaż te przeszkody skutecznie utrudniają obserwacje, unikalne możliwości JWST, pozwoliły na uzyskanie zdjęć z dużo większą liczbą detali, niż to możliwe przy użyciu tradycyjnych metod obserwacyjnych w zakresie światła widzialnego. Dlaczego tak się dzieje? Musimy tu pamiętać o tym, że fotony o długich falach są w stanie przenikać chmury pyłu i gazu. Dlaczego? Wynika to z faktu, że te o krótszych falach, czyli np światło widzialne, czy ultrafiolet, dużo łatwiej rozpraszają się na zgromadzonym w przestrzeni kosmicznej pyle i gazie. Do naszych “oczu” ostatecznie dociera więcej tych podczerwonych, które mają zdecydowanie dłuższe fale.
NIRcam to główne urządzenie teleskopu służące do prowadzenia obserwacji w bliskiej podczerwieni obejmujące zakres fal długości aż do pięciu mikronów. Dzięki NIRCam Webb jest w stanie wykrywać światło z najwcześniejszych gwiazd i galaktyk we Wszechświecie, a także młodych gwiazd w Drodze Mlecznej. Kamera została dodatkowo wyposażona w koronograf, który umożliwia robienie zdjęć bardzo słabych świecących obiektów wokół centralnego, jasnego obiektu, odcinając centralne światło gwiazdy za pomocą systemu soczewek i filtrów. Blokowanie światła jaśniejszego obiektu na przykład gwiazdy, umożliwi obserwację ciemniejszego obiektu znajdującego się w pobliżu, który normalnie byłby niewidoczny.
Wykorzystując NIRcam, Webb wyraźnie uwidocznił skupisko protogwiazd, zlokalizowane tuż na lewo od centrum obrazu. Wśród nich zlokalizowano rozwijającą się gwiazdę, której masa już teraz jest około trzydzieści razy większa od masy Słońca. Gwiazda jest zachłanna jak raper nowej fali, bo jej masa wciąż rośnie. Niestety w przeciwieństwie do gwiazd o masach zbliżonych do masy Słońca, które żyją miliardy lat, jej przyszłość nie wygląda zbyt kolorowo – za kilka milionów lat zakończy swoje życie eksplodując jako supernowa.
Gwiazdy, jak te w regionie „Sagittarius C” To tutaj rodzą się w zimnych i gęstych skupiskach molekularnego wodoru, które pod wpływem grawitacji ulegają kolapsowi. W tych miejscach obecny jest także międzygwiezdny pył, który pomaga utrzymać temperatury bliskie zera absolutnego. Część z tych ciemnych chmur pyłowych jest na tyle gęsta, że nawet Webb ze swoimi zaawansowanymi instrumentami ma problem, aby się przez nie przebić. To, co wyróżnia krajobraz Sagittarius C, to nie tylko same gwiazdy, ale także ich dynamika. Niektóre z nich, te na zaawansowanym etapie rozwoju, posiadają wystarczająco silne wiatry gwiazdowe, by móc rozwiewać zasłaniający je pył, umożliwiając nam tym samym ich bezpośrednią obserwację.
Najnowsze filmy
Badania tego regionu, prowadzone przez międzynarodowy zespół z Uniwersytetu Wirginii pod kierownictwem Samuela Crowe’a, rzucają nowe światło na procesy formowania się gwiazd. Crowe, wypowiadając się na temat tego obrazu z Webba, podkreśla, że pozwala on na dostrzeżenie wielu cech centrum naszej galaktyki po raz pierwszy w historii. Wśród tych cech są wyrzuty materii z protogwiazd, które tworzą efektowne, podobne do płomieni obrazy na tle ciemniejszej gazowo-pyłowej chmury. Na obrazie widoczne są również jasne obszary zjonizowanego wodoru, stymulowanego przez promieniowanie ultrafioletowe z innych młodych, masywnych gwiazd.
Zespół badaczy zaskoczył również sam rozmiar regionu Sagittarius C, który rozciąga się aż na dwadzieścia pięć lat świetlnych. Naukowcy planują dalsze badania tego obszaru, w tym próbę identyfikacji zagadkowych „igieł”, czyli wydłużonych struktur, które przebijają się przez zjonizowany gaz. Są one dość wyraźnie widoczne na zdjęciu.
Źródło: NASA, ESA, CSA, STScI, Samuel Crowe (UVA)
Centrum Drogi Mlecznej jest obszarem, w którym bardzo intensywnie zachodzą procesy formowania się nowych gwiazd. Naukowcy twierdzą, że tempo ich powstawania jest porównywalne nawet z tempem powstawania gwiazd we wczesnych galaktykach zaobserwowanych przez JWST, które powstały zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. Co stoi w sprzeczności z przyjmowanymi obecnie teoriami dotyczącymi formowania się gwiazd.
Inny z badaczy z Uniwersytetu Wirginii, Jonathan Tan zwrócił szczególną uwagę na fakt, iż ekstremalne warunki panujące w Centrum Galaktycznym stanowią doskonałe pole do testowania założeń teorii formowania gwiazd. Naukowcy w szczególności skupiają się na tym, czy masywne gwiazdy częściej powstają w centralnych obszarach formacji gwiazd naszej galaktyki, w porównaniu z jej bardziej spokojnymi, zewnętrznymi obszarami. Jak stwierdził głównym autor badań – Centrum naszej galaktyki to zatłoczone, burzliwe miejsce pełne turbulencji, obłoków pyłu i gazu, z których formują się gwiazdy. Te z kolei wpływają na otoczenie swoimi wiatrami, dżetami, promieniowaniem i oddziaływaniami grawitacyjnymi. Powodując, że ten niezwykle gęsto upakowany obszar pozostaje w ciągłym ruchu i nieustannie ewoluuje. Webb dostarczył mnóstwa danych na temat tego ekstremalnego środowiska, a analizy tak naprawdę dopiero się zaczynają.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest wręcz rozchwytywany, w ramach innych badań dostarczył nam również fascynujących informacji na temat atmosfery egzoplanety WASP-107b.
Jest to olbrzymia i wyjątkowo lekka planeta odkryta w dwa tysiące siedemnastym roku, krąży wokół swojej gwiazdy w gwiazdozbiorze Panny. Wielkością przypomina Jowisza, ale jej masa jest znacznie mniejsza, co sprawia, że jej gęstość jest jedną z najniższych ze wszystkich poznanych dotąd planet pozasłonecznych. Znajduje się około dwieście lat świetlnych od Ziemi, a na wykonanie pełnej orbity wokół swojej gwiazdy potrzebuje niecałych sześciu dniu.
Ostatnie obserwacje za pomocą Teleskopu Webba zapewniły zupełnie nowe spojrzenie na tą niezwykłą planetę. Wykryto tam bardzo silne wiatry, ekstremalne temperatury oraz obecnością chmur z krzemionki, czyli głównego komponentu piasku. Szczegółowe wyniki oraz analiza tych obserwacji zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym „Nature”.
Porównując WASP-107b do znanych nam planet Układu Słonecznego, najbardziej przypomina ona gazowe olbrzymy, choć nie ma dokładnego odpowiednika w naszym systemie. WASP-107b, mająca rozmiar zbliżony do Jowisza, charakteryzuje się jednak znacznie lżejszą masą, podobną do tej, którą posiada Neptun. Jest więc bardzo rozdęta. Dzięki tej unikalnej właściwości, astronomowie mogli przeprowadzić bardziej dogłębne badania jej atmosfery, wnikając około pięćdziesiąt razy głębiej niż jest to możliwe w przypadku badań atmosfery Jowisza. Pozwoliło to na odkrycie jej złożonego składu chemicznego. Naukowcy zauważyli tam obecność pary wodnej, dwutlenku siarki, a także wspomnianych już piaskowych chmur. Warto podkreślić nieoceniony wkład JWST, ponieważ podczas wcześniejszych badań tej planety za pomocą Teleskopu Hubble’a, naukowcy poszukiwali metanu, lecz odkryli hel, nie natrafiając wówczas, na ślady tego do odkrył Webb.
Chmury piasku w atmosferze WASP-107b to niezwykle ciekawy przypadek. Składające się z drobinek krzemionki, powstają w wyniku cyklu sublimacji i kondensacji, podobnie jak cykl wodny na Ziemi. W gorętszych warstwach atmosfery, opary krzemionki unoszą się, ochładzają, tworząc drobinki piasku, które ostatecznie opadają z powrotem, kończąc cykl. Można więc nawet stwierdzić, że na WASP-107b po prostu zamiast deszczu pada piasek.
