Přesně před rokem zveřejnili astronomové první vědecké snímky pořízené teleskopem Jamese Webba, které u mnoha lidí vyvolaly euforii.
Následující měsíce přinesly také revoluční fotografie oblohy, z nichž každá posunula hranice našich znalostí astronomie a obohatila naše chápání vesmíru.
Nemáte dojem, že postupně se o Hubbleově teleskopu zmiňujeme stále méně a většinou dostáváme nové zprávy související s pozorováními Jamese Webba? To je jen dojem. Faktem ale je, že Hubbleův vesmírný dalekohled nepořídil snímky v nejlepším rozlišení a někdy byly přímo rozmazané, takže ikonické snímky (mlhovina Kýl, Pilíře stvoření, oblast tvorby hvězd v Malém Magellanově mračnu) nyní být mnohem lepší. Ostatně nadešel čas na zcela nové projekty, včetně pozorování v hlubinách prostor. Proto lze o práci dalekohledu Jamese Webba psát donekonečna. To samozřejmě neznamená, že je Hubble pryč, stále srdnatě pracuje ve vesmíru, ale přišel čas na jeho nástupce.
Všichni si pamatujeme fotografii dalekohledu Jamese Webba v přízemní místnosti s nasazeným slunečním hledím, jehož účinnost závisí na jeho poloze na oběžné dráze kolem bodu L2. A nyní je někde v hlubinách vesmíru, studuje vesmír a fotografuje zajímavé objekty.
Přečtěte si také: Teleportace z vědeckého hlediska a její budoucnost
Brzy se objeví nové vesmírné dalekohledy, ale Webb zůstane nejlepší
Webb (oficiálně JWST nebo James Webb Space Telescope) za pár měsíců dostane na blízkou dráhu kolem L2, 1,5 milionu kilometrů od Země dalšího společníka – dalekohled Euclid pro rozsáhlý průzkum oblohy, který bude hledat známky existence temné energie a temné hmoty O pár let později se k Euklidovu dalekohledu připojí další dalekohled – Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman – Hubbleovo dvojče), který vstoupí na oběžnou dráhu Země. Je to však James Webb, který dlouho zůstane největším vesmírným dalekohledem s nejlepší schopností zobrazit detaily jak nejbližšího kosmu (Sluneční soustavy), tak nejvzdálenějších koutů vesmíru.
Později v tomto roce si připomeneme další zvláštní výročí – 30 let od doby, kdy Hubbleův teleskop podstoupil „operaci oka“, instalaci nástroje, který opravuje rozmazaný obraz vytvořený nesprávně naleštěným zrcadlem. To bylo provedeno v prosinci 1993, více než tři roky poté, co byl tento dalekohled vypuštěn na oběžnou dráhu.
Dalekohled Jamese Webba takové problémy neměl a výkon jeho přístrojů předčil ta nejdivočejší očekávání astronomů. Ano, vědci a inženýři měli rok na to, aby prošli některými počátečními momenty stresu, protože některé prvky související s přístrojem MIRI pro pozorování ve středním infračerveném rozsahu dvakrát selhaly (v létě 2022 a na jaře 2023). Stejně jako přístroj NIRISS (zima 2023), jehož problémy způsobilo kosmické záření.
Přesto se investice do Jamese Webba dobře vyplatila. Dalekohled podle oficiálních údajů stál 10 miliard dolarů. Tato částka se dá srovnat například s 13 miliardami dolarů, které stojí stavba nejmodernější letadlové lodi v americké flotile – USS Gerald R. Ford. Není to dokonalé srovnání, ale ukazuje, jak se liší hodnota peněz v astronomii a vojenské technice.
Přečtěte si také:
- Pozorování rudé planety: Historie marťanských iluzí
- Vesmírné mise s lidskou posádkou: Proč je návrat na Zemi stále problémem?
Co přineslo 12 měsíců pozorování dalekohledem?
Můžete si přečíst více o dalekohledu, jak je postaven, jeho tajemství, kontroverze související s názvem v naše předchozí texty. Je ale čas shrnout výsledky roku pozorování, upozornit na nejzajímavější objevy a ukázat jejich dopad na astronomii.
Výhody, které Webb astronomům poskytl, jsou schopnost vidět již známé objekty s ještě vyšším rozlišením a vidět to, co dříve unikalo naší pozornosti. Astronomové tak získali spoustu dat, která jim umožní vylepšit stávající teorie nebo vytvořit nové. Ačkoli to zní velmi triviálně, Webbovy úspěchy vyžadovaly spolupráci inženýrů a vědců z celého světa.
Níže uvádíme sbírku nejzajímavějších snímků z dalekohled James Webb, obdržené zatím za 12 měsíců pozorování.
Zajímavé také: Terraforming Mars: Mohla by se rudá planeta proměnit v novou Zemi?
Co Webb zkoumá? Od nejbližších asteroidů po nejvzdálenější černou díru
První srovnávací pozorování ukázala hodnotu schopnosti vidět vesmír současně v blízké infračervené oblasti a ve střední infračervené oblasti, kde můžete vidět mnohem chladnější, sotva viditelné struktury. Mluvíme nejen o ikonických Pilírech stvoření, ale také o pozorování objektů Sluneční soustavy. Teleskop Jamese Webba již prozkoumal Jupiter a Saturn a poskytl nejlepší snímky prachových prstenců Neptunu a také Uranu a jeho mnoha měsíců. Jak Webbův dalekohled viděl Uran a jeho prstence, je vidět na rozšířeném snímku s největšími satelity označenými:
Kromě planet zamířil teleskop Jamese Webba také na Saturnovy měsíce, včetně povrchu a mračen Titanu a ledového Enceladu, kde byly pozoruhodně dobře vidět emise ledu, vodní páry a organických sloučenin, které tvoří thorium kolem planety.
Webb také umožnil vědcům loni na podzim sledovat srážku sondy DART s asteroidem Dimorphos a letos pomohl potvrdit existenci zvláště vzácné kategorie komet pocházejících z pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem. Nejmenší asteroidy, které Webb v této oblasti pozoroval, mají průměr asi 100 m.
Zaujalo nás pozorování komety Read teleskopem Webb. Pro astronomy je velmi zajímavý, protože obsahuje vodu. I když by to nemělo být, vzhledem k dráze komety v pásu asteroidů, který je mnohem blíže Slunci než dráhy komet za Neptunem. V médiích jsou vizualizace a závěry, které jsou ještě působivější, ale astronomové jsou spokojeni s diagramem, jako je ten na obrázku výše.
Astronomové také namířili dalekohled na extrasolární planety. V lednu objevil teleskop Webb první takovou planetu, která vypadá podobně jako Země, i když kolem svého slunce obíhá po velmi úzké dráze s periodou dvou dnů. Pomocí infračerveného pozorování byl James Webb schopen změřit teplotu na povrchu kamenné planety Trappist-1b a pozoroval prachový disk kolem mladé hvězdy AU Microscopii, která po vzniku planety prochází dynamickým vývojem. Každé z těchto pozorování se může pochlubit nejlepším rozlišením dat. Webbovy spektroskopy také objevily neobvyklé planetární atmosféry, jako je silikátová atmosféra kolem planety VHS 1256b.
Molekulární mrak Chamaeleon I vypadá na fotografii působivě:
Pokud jde o hvězdy, Webbův teleskop může dosáhnout oblastí, kde se v budoucnu budou tvořit mladé hvězdy, jako je molekulární mrak Chamaeleon I, kde byl detekován led, stejně jako četné složité organické sloučeniny, které naznačují vznik planet kolem hvězd. což v budoucnu může být začátkem rozvinutého života. V mlhovině Orion vzdálené 1350 světelných let dalekohled Jamese Webba objevil nejsložitější sloučeninu, methylový kationt, výchozí bod pro tvorbu komplexních forem uhlíku.
Tak vypadá oblast mlhoviny v Orionu, kde spektroskopisté objevili nejsložitější uhlíkatou částici známou mimo Sluneční soustavu. Obrázky z NIRCam (blízké infračervené) a MIRI (střední infračervené):
Kromě pozorování raných fází formování hvězd, jako je L1527, pozoroval Webbův dalekohled také závěrečné fáze života hvězd, jako je masivní a horká Wolf-Rayet 124, která se v budoucnu stane supernovou. V obou případech byly zaznamenány dříve neviditelné detaily těchto objektů.
Stačí se podívat na tyto nádherné fotografie, kde vlevo je vznik, zrození hvězdy a vpravo závěrečná fáze života staré hvězdy:
Díky středoinfračervenému přístroji MIRI jsou mezi mnoha krásnými snímky vidět také zbytky supernovy Cassiopeia A. I když byly viděny již mnohokrát, mnohem jasnější snímky pořídil dalekohled Webb. A to umožní více porozumět procesům, které vedou k výbuchům supernov, protože tvoří hmotu podobnou té, z níž kdysi vznikla Země.
Podívejte se, jak dalekohled viděl Cassiopeiu A. Mimochodem, tuto mlhovinu bylo možné vidět pomocí středních infračervených kamer MIRI.
Sluneční soustava, objekty Mléčné dráhy jsou nejbližší pozorovací oblastí Webbova dalekohledu. Za poslední rok dalekohled pozoroval i další, mnohem vzdálenější galaxie, jako je Andromeda a Magellanova mračna. A ty, ve kterých můžete jasně pozorovat detaily, například prachové pásy v galaxii NGC 1433, která je vzdálená 46 milionů světelných let, a na základě pozorování analyzovat vývoj hvězdokup. A ty, které jsou od nás ve vzdálenosti miliard světelných let, u kterých lze pozorovat pouze jejich siluety a celkovou kompozici.
Opravdu ostré fotografie nám umožňují vidět detaily prašné střední infračervené struktury galaxie NGC1433. Snímek byl pořízen v rámci projektu PHANGS (High Angular Resolution Physics in Close Galaxies).
Avšak i v druhém případě je rozsah Webb lepší než jakýkoli nástroj, který máme dnes k dispozici. Právě tento nejmodernější nástroj nám umožňuje ukázat struktury, které jsme ještě neviděli.
Patří mezi ně kupy galaxií pocházející z raného vesmíru, mladé galaxie, které právě shromažďují materiál ze svých prvních supernov, a nejvzdálenější a jedna z nejstarších galaxií ve vesmíru (300–500 milionů let po velkém třesku). Jde o struktury, ve kterých se intenzivně tvoří hvězdy a které existovaly již v době, kdy byly mezigalaktické prostory vyplněny ještě ne zcela ionizovanou hmotou. Tuto fázi, kdy se vesmír pomalu stal průhledným pro světlo, pozorujeme na snímcích pořízených teleskopem Jamese Webba.
Při pozorování těchto nejvzdálenějších objektů Webbovi pomáhá i příroda, přesněji řečeno fenomén čočky. Nejdokonalejším příkladem toho je snímek nadkupy Pandora (nebo Abell 2744), která obsahuje četné čočkovité galaxie, když byl vesmír starý několik set milionů let. Ve srovnání s Hubbleovým teleskopem lze snímky hlubokého vesmíru získat z více než 50 000 světelných zdrojů s expozicemi trvajícími spíše několik hodin než dní. To je obrovské zrychlení pozorování.
Teleskop Jamese Webba zachytil na fotografiích superkupu galaxií Pandora. V případě gravitační čočky je i sebemenší zvýšení rozlišení neocenitelné pro modelování jevu a odhad skutečné vzdálenosti čočkovaných galaxií.
Tím, že byl Webb schopen pozorovat skupiny takových raných objektů, dokázal detekovat zrna kosmické struktury. Skládá se z kup galaxií, které se nacházejí ve vesmíru a jsou odděleny dutinami (v praxi se však nejedná o oblasti bez hmoty). Tyto studie jsou prováděny v rámci projektu Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), který umožnil pozorovat nejstarší černou díru, která existuje již 570 milionů let po vzniku našeho vesmíru.
Pozorování vzdálených černých děr v centrech galaxií se provádí pomocí technologie mikroapertur, která je několikrát tloušťka lidského vlasu, kterou lze otevřít a zavřít. To Webbovi umožňuje pozorovat spektra až 100 galaxií najednou, což značně urychluje práci a poskytuje astronomům obrovské množství dat, z nichž velká část musí být ještě analyzována.
Spektra několika galaxií současně získaná pomocí technologie mikroapertur. Amatérům se to nemusí zdát příliš zajímavé, ale jen na základě tohoto obrázku by astronomové mohli napsat celou knihu.
Níže je 290D cesta do galaxie Maisie, která existovala, když byl vesmír starý pouhých 5000 milionů let. Ukazuje rozdíl ve vzdálenostech až 200 galaxií na malé části oblohy pozorované CEERS. Když se přesuneme z nejbližší galaxie do Maisie, vrátíme se v čase o XNUMX milionů let.
Zajímavé také:
- Evropská komise plánuje umístit do vesmíru centrum pro zpracování dat
- Čína dokončila stavbu vesmírné stanice Tiangong
Fotografie výročí - oblast formování hvězd Rho Ophiuchi
„Ve svém prvním výročí vesmírný teleskop Jamese Webba splnil svůj slib otevřít vesmír a dal lidstvu fascinující poklad obrazů a vědy, který přetrvá desítky let,“ shrnul první výročí Nicola Fox, hlavní vědec NASA. z pozorování. A je těžké s těmito slovy nesouhlasit.
Ke svému výročí vyfotografoval teleskop Webb oblast vzniku hvězd Ro Ophiuchus, jednu z nejjasnějších oblastí Mléčné dráhy. Mnoho hvězd tam právě vzniká a je skryto v prachových mračnech, které dominují oranžově žluté oblasti snímku. Kromě jedné, která dokázala prosvítit prachem, je zbytek asi 50 hvězd podobných nebo menších než Slunce.
Ty hvězdy, které se nějak rodí, se našim očím odhalují v okamžiku, kdy poprvé zazáří a začnou rozptylovat okolní hmotu.
Na snímku je to vidět v podobě červených a fialových výtrysků (proužků) molekulárního vodíku vyzařujícího ve dvou směrech z umístění hvězd. Díky teleskopu Jamese Webba bylo v této oblasti vůbec poprvé pozorováno takové množství překrývajících se výtrysků.
Mlhovina Rho Ophiuchus se nachází 390 světelných let daleko v souhvězdí Ophiuchus. Její pozorování amatérským vybavením vyžaduje fotografování s dlouhou expozicí, ale můžete zkusit najít blízkou hvězdu se stejným názvem jako mlhovina bez fotoaparátu. Jeho jasnost je 4,6 magnitudy. To znamená, že je vidět daleko od městských světel při dobré viditelnosti i pouhým okem. A když ne pouhým okem, tak dalekohledem rozhodně.
V těžších podmínkách si musíme vystačit s pozorováním hvězdy Antares v souhvězdí Štíra, která se také nachází nedaleko v mlhovině. Léto je nejlepší čas na pozorování těchto objektů na Ukrajině, protože tehdy jsou vidět nízko nad jižním obzorem.
A teleskop Jamese Webba pokračuje ve své cestě vesmírem a studuje nové hvězdy, hvězdokupy a mlhoviny. Bude moci nahlédnout do minulosti Vesmíru, zjistit, jak se rodí hvězdy a planety, což nám umožní lépe pochopit vznik naší planety Země.
Zajímavé také: