Webb znów zaskakuje. Nowe odkrycia

Minęły już ponad dwa lata odkąd Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba raczy nas pięknymi kadrami. Ale czy potrafi nas jeszcze zaskoczyć? Obejrzyj najnowsze zdjęcia i oceń sam.

Najnowsze filmy

Beta Pitcoris

Zacznijmy od tych najnowszych – Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dostarczył nam niezwykle interesujących danych na temat układu Beta Pictoris, który znajduje się w odległości około sześćdziesięciu trzech i pół lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Malarza. Jest jednym z najbardziej fascynujących i najlepiej zbadanych młodych systemów planetarnych w naszym najbliższym otoczeniu. Centralną gwiazdą tego systemu jest Beta Pictoris, gwiazda typu A6V, która jest znacznie młodsza i gorętsza od naszego Słońca. Jej wiek szacowany jest na zaledwie dwadzieścia trzy miliony lat.

Układ Beta Pictoris przyciągnął uwagę astronomów dzięki swojemu ogromnemu dyskowi protoplanetarnemu, który jest jednym z największych i najjaśniejszych dysków zaobserwowanych dysków. Jest bogaty w gaz i pył, co jest typowe dla młodych gwiazd, wokół których mogą powstawać nowe planety. Obserwacje wskazują na obecność struktur takich jak pierścienie, przerwy i spirale, które mogą być wynikiem oddziaływań grawitacyjnych nowo formujących się planet.

Jednym z najbardziej spektakularnych odkryć w układzie Beta Pictoris było wykrycie co najmniej dwóch egzoplanet. Pierwsza z nich, Beta Pictoris b, została odkryta w roku dwa tysiące ósmym i jest to gazowy olbrzym, o masie porównywalnej z masą Jowisza, ale orbituje on znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Jowisz wokół Słońca.

beta-pictoris Beta Pictoris. Obraz z instrumentu MIRI. Źródło: https://webbtelescope.org/

Oprócz tego, układ Beta Pictoris jest znany z niezwykle interesujących zjawisk, takich jak zmiany w jasności gwiazdy, które mogą być spowodowane przez przeloty wielkich komet. Te obserwacje dostarczają unikalnych informacji o procesach zachodzących w młodych układach planetarnych. Z powodu swojej wyjątkowości, Beta Pictoris jest obiektem zainteresowania w kontekście badania ewolucji układów planetarnych. Jego młody wiek sprawia, że jest on jakby „żywym laboratorium”, w którym astronomowie mogą obserwować procesy, które mogły zachodzić we wczesnych etapach historii naszego własnego Układu Słonecznego.

Wykorzystując instrument MIRI czyli Mid-Infrared Instrument, astronomowie dokonali wnikliwej analizy składu zarówno głównego, jak i wtórnego dysku szczątkowego tego systemu. Dzięki obserwacjom w podczerwieni zidentyfikowano nowy element w systemie Beta Pictoris – jest to swego rodzaju pasma kosmicznego pyłu i gazu, które swoim kształtem jak stwierdzili naukowcy przypomina koci ogon. Aby dokładniej zrozumieć genezę jego powstania potrzebne będą oczywiście dalsze badania. Póki co, istnieje przypuszczenie, że jego powstanie wiąże się z jakimś dynamicznym zdarzeniem, na przykład zderzeniem sporych rozmiarów asteroid, komet lub planet karłowatych.

Na środku obrazu widać charakterystyczną czarną plamę z gwiazdką w środku, to dlatego, że w trakcie tych obserwacji wykorzystano koronograf, który umożliwił zablokowanie bezpośredniego światła pochodzącego od centralnej gwiazdy układu.

Metan w atmosferze brązowego karła

W ramach szerszych badań dotyczących brązowych karłów, Teleskop Webba został użyty do przeprowadzenia analiz dwunastu takich obiektów. Wyróżniały się spośród nich, dwa – W1935 oraz W2220, które wydają się być niemal identyczne pod względem składu, jasności i temperatury. Jednakże, różnica pomiędzy tymi dwoma obiektami stała się jasna, gdy W1935 wykazał emisję metanu, w odróżnieniu od W2220, gdzie takiej emisji nie zaobserwowano. Ta różnica pomiędzy dwoma pozornie podobnymi brązowymi karłami dodatkowo podkreśla złożoność procesów zachodzących w tych obiektach, które raczej nie są zbyt atrakcyjne dla astronomów. Dokładnie nie wiadomo co jest źródłem emisji, jednak wstępne analizy wskazują na to, że emisja metanu w W1935 może być związana z procesami generującymi zorze, co zostało w ciekawy sposób pokazane na grafice ze strony webbtelescope.org i tak na moje oko wygląda trochę jak duża, kosmiczna kuchenka gazowa.

brown-dwarf Wizja artystyczna metanu w atmosferze brązowego karła. Źródło: https://webbtelescope.org/

Dwie supernowe

Kolejne zdjęcie przedstawia widok na dwie supernowe jednocześnie. W listopadzie ubiegłego roku, używając zaawansowanego Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, NASA przeprowadziła obserwacje imponującego skupiska galaktyk o nazwie MACS J0138.0-2155, które znajduje się w odległości czterdziestu lat świetlnych od Ziemi. Podczas tych obserwacji naukowcy zwrócili szczególną uwagę na zjawisko znanego jako soczewkowanie grawitacyjne, które zostało po raz pierwszy przewidziane przez Alberta Einsteina. Jest to efekt, w którym potężna grawitacja jednego obiektu astronomicznego, takiego jak skupisko galaktyk, zakrzywia przestrzeń dookoła siebie, co z kolei powoduje zniekształcenie i powiększenie światła pochodzącego z innych, odległych obiektów astronomicznych. W tym konkretnym przypadku, grawitacja skupiska galaktyk MACS J0138.0-2155 pomogła uzyskać obraz odległej galaktyki MRG-M0138

Patronite

Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!

Zobacz szczegóły!

Interesującym aspektem tych badań było odkrycie, że w obserwowanej galaktyce miały miejsce dwie supernowe. Pierwsza z nich, nazwana Requiem, została zauważona dzięki Teleskopowi Hubble’a w dwa tysiące szesnastym roku. Z kolei druga supernowa, nazwana Encore, została odkryta dopiero teraz przez Webba. Obie supernowe są soczewkowane grawitacyjnie przez jeden obiekt, co jest bardzo rzadkim zjawiskiem w astronomii.

supernova Dwie supernowe uchwycone na jednym zdjęciu wykonanym przez JWST. Źródło: https://webbtelescope.org/

Justin Pierel, stypendysta ze Space Telescope Science Institute oraz astronom w Observatories of the Carnegie Institution for Science Andrew Newman, wyjaśniają, że kiedy supernowa eksploduje za soczewką grawitacyjną, jej światło dociera do Ziemi różnymi ścieżkami. Jak twierdzą, można to porównać do pociągów wyjeżdżających z tego samego miejsca w tym samym czasie, lecz każdy podróżujący inną trasą i docierający do celu w różnym czasie. Analogicznie, obrazy supernowych, soczewkowanych grawitacyjnie, pojawiają się dla astronomów w różnych odstępach czasu, co pozwala na badanie tempa ekspansji wszechświata znanej jako Stała Hubble’a. A jest to obecnie jedno z kluczowych zagadnień kosmologicznych.

Supernowa Requiem była szczególna z kilku powodów. Po pierwsze, znajduje się w bardzo dużej odległości, około dziesięń miliardów lat świetlnych od Ziemi. Po drugie, jest to supernowa typu Ia, używana jako standardowa świeca w astronomii do mierzenia odległości w kosmosie. Po trzecie, naukowcy przewidują, że jeden z jej obrazów, opóźniony przez ekstremalną grawitację skupiska galaktyk, pojawi się dopiero w połowie lat trzydziestych.

Z kolei Encore, druga soczewkowana grawitacyjnie supernowa w galaktyce MRG-M0138, została odkryta przypadkowo. Jest ona również supernową typu Ia, co czyni parę Requiem i Encore najbardziej odległą parą supernowych tego typu, jakie kiedykolwiek odkryto. Ich obserwacja umożliwia naukowcom śledzenie i porównywanie ich światła, co może dostarczyć kluczowych informacji na temat ekspansji wszechświata.

Uran

Pora na najnowsze ujęcie Urana wykonane przez NIRCam czyli Near-Infrared Camera, które ukazuje planetę i jej pierścienie w zupełnie nowym świetle. Widoczne są nawet słąbo świecące wewnętrzne i zewnętrzne pierścienie, w tym wyjątkowo trudno dostrzegalny pierścień Zeta, czyli rozproszony pierścień znajdujący się najbliżej planety.

Obraz wykonany przez Webb pokazuje także dziewięć z dwudziestu siedmiu poznanych dotąd księżyców Urana. Są to te niewielkie, niebieskie kropki otaczające pierścienie planety. Zaczynając od godziny drugiej i poruszając się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, są to: Rosalind, Puck, Belinda, Desdemona, Cressida, Bianca, Portia, Juliet i Perdita.

uran Zupełnie nowe oblicze planety Uran. Źródło: https://webbtelescope.org/

Doba na Uranie trwa nieco ponad siedemnaście godzin, więc rotacja planety jest stosunkowo szybka, biorąc pod uwagę jej rozmiar i masę. To sprawia, że dla obserwatoriów czy teleskopów takich jak JWST, niezwykle trudne jest uchwycenie jednego prostego obrazu całej planety – burze i inne cechy atmosferyczne, a także księżyce planety, poruszają się widocznie w ciągu kilku minut. Obraz, który możemy podziwiać łączy więc kilka zdjęć o dłuższej i krótszej ekspozycji tego dynamicznego systemu, aby skorygować niewielkie zmiany występujące podczas obserwacji.

IC348

Za pomocą NIRCam astronomowie uchwycili również fascynujące zdjęcie centralnej części gromady gwiazd IC 348. Najbardziej znaczącym odkryciem jest identyfikacja małych, swobodnie dryfujących brązowych karłów. Najmniejszy z nich waży zaledwie trzy do czterech razy więcej niż Jowisz, co stanowi wyzwanie dla dotychczasowych teorii dotyczących powstawania gwiazd i jest najmniejszym brązowym karłem jakiego kiedykolwiek odkryto.

mglawica-IC348 Gromada gwiazd IC348. Źródło: https://webbtelescope.org/

Kolejnym fascynującym elementem obrazu jest mgławica refleksyjna, tworzona przez międzygwiezdną materię odbijającą światło od gwiazd gromady. Występują tam cząsteczki zawierające węgiel, tak zwane poliaromatyczne węglowodory. W obrazie NIRCam można również zauważyć najjaśniejszą gwiazdę blisko centrum kadru, która jest w rzeczywistości parą gwiazd typu B stanowiących układ podwójny. Są to dwie najmasywniejsze gwiazdy w gromadzie mogące wpływać swoimi wiatrami na kształtowanie widocznej po prawej stronie dużej pętli.

Cassiopeia A

A na sam koniec zdjęcie pozostałości po supernowej Cassiopeia A. Tutaj najbardziej rzucającymi się w oczy elementami są skupiska intensywnego pomarańczu, które tworzą wewnętrzną powłokę tej supernowej. Gęste skupienia gazu składają się z siarki, tlenu, argonu i neonu.

cassiopeia-transformed Porównanie obrazów supernowej Cassiopeia A wykonanych przez MIRI oraz NIRCam. Źródło: https://webbtelescope.org/

Ten obraz daje naukowcom bezprecedensową możliwość badania natury eksplozji supernowych i ich wpływu na otaczającą przestrzeń kosmiczną. Supernowa Cassiopeia A, będąca jednym z najczęśćiej obserwowanych obiektów tego typu w historii astronomii, kontynuuje dostarczanie ważnych danych o procesach astrofizycznych. Takie badania pozwalają nam lepiej zrozumieć, jak gwiazdy kończą swój cykl życia i jak potężne eksplozje wpływają na późniejsze formowanie się struktur kosmicznych, takich jak galaktyki i gromady gwiazd.

Dodatkowo, analiza składu chemicznego i dystrybucji materii w obrębie pozostałości Cas A może dostarczyć kluczowych informacji o ewolucji gwiazd i procesach nukleosyntezy, które są fundamentalne dla zrozumienia składu wszechświata.

Jak więc widzicie Webb nie próżnuje, nie spoczął na laurach i cały czas wytrwale prowadzi mnóstwo ciekawych obserwacji. Dzięki swoim zaawansowanym instrumentom, otwiera nowe horyzonty w badaniach w wielu dziedzinach jednocześnie, pozwalając na głębsze zrozumienie całego szeregu kosmicznych zjawisk i obiektów.