For præcis et år siden frigav astronomer de første videnskabelige billeder lavet ved hjælp af James Webb-teleskopet, hvilket forårsagede eufori hos mange mennesker.
De følgende måneder bragte også revolutionære fotografier af himlen, som hver især rykkede grænserne for vores viden om astronomi og berigede vores forståelse af universet.
Får du ikke det indtryk, at vi efterhånden nævner mindre og mindre om Hubble-teleskopet, og for det meste modtager nye beskeder relateret til observationerne af James Webb? Dette er blot et indtryk. Men faktum er, at Hubble-rumteleskopet tog billeder med ikke den bedste opløsning, og nogle gange direkte slørede, så de ikoniske billeder (Køltågen, Skabelsens søjler, det stjernedannende område i Den Lille Magellanske Sky) bliver nu meget bedre. Tiden er trods alt kommet til helt nye projekter, blandt andet til observationer i dybet plads. Derfor kan man skrive i det uendelige om arbejdet med James Webbs teleskop. Det betyder selvfølgelig ikke, at Hubble er væk, han arbejder stadig tappert i rummet, men tiden er inde til hans efterfølger.
Vi husker alle billedet af James Webbs teleskop i jordrummet med solvisiret udsat, hvis effektivitet afhænger af dets position i kredsløb omkring L2-punktet. Og nu er han et sted i universets dybder, hvor han studerer kosmos og fotograferer interessante objekter.
Læs også: Teleportation fra et videnskabeligt synspunkt og dets fremtid
Nye rumteleskoper vil snart dukke op, men Webb vil forblive den bedste
Webb (officielt JWST eller James Webb Space Telescope) vil om få måneder modtage endnu en ledsager i et nærliggende kredsløb omkring L2, 1,5 millioner kilometer fra Jorden - Euclid-teleskopet til en storstilet undersøgelse af himlen, som vil lede efter tegn på eksistensen af mørk energi og mørkt stof Et par år senere får Euclid-teleskopet selskab af et andet teleskop - Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman - Hubbles tvilling), som vil gå i kredsløb om Jorden. Det er dog James Webb, der længe vil forblive det største rumteleskop, med den bedste evne til at se detaljerne i både det nærmeste kosmos (solsystemet) og de fjerneste dele af universet.
Senere i år vil markere endnu et særligt jubilæum - 30 år siden Hubbles "øjenoperation", installationen af et instrument, der korrigerer det slørede billede skabt af et ukorrekt poleret spejl. Dette blev gjort i december 1993, mere end tre år efter at dette teleskop blev sendt i kredsløb.
James Webbs teleskop havde ingen sådanne problemer, og hans instrumenters ydeevne oversteg astronomernes vildeste forventninger. Ja, videnskabsmænd og ingeniører har haft et år til at gennemgå nogle indledende stressmomenter, da nogle elementer relateret til MIRI-instrumentet til observationer i det mellem-infrarøde område fejlede to gange (i sommeren 2022 og i foråret 2023). Som NIRISS-instrumentet (vinter 2023), hvis problemer var forårsaget af kosmiske stråler.
Ikke desto mindre er investeringen i James Webb givet godt ud. Teleskopet kostede ifølge officielle data 10 milliarder dollars. Dette beløb kan for eksempel sammenlignes med 13 milliarder dollars, som koster konstruktionen af det mest moderne hangarskib i den amerikanske flåde - USS Gerald R. Ford. Det er ikke en perfekt sammenligning, men det viser, hvordan værdien af penge adskiller sig i astronomi og militærteknologi.
Læs også:
- At observere den røde planet: En historie om Mars illusioner
- Bemandede rummissioner: Hvorfor er Return to Earth stadig et problem?
Hvad gav 12 måneders teleskopobservationer?
Du kan læse mere om teleskopet, hvordan det er bygget, dets hemmeligheder, kontroverser relateret til navnet i vores tidligere tekster. Men det er tid til at opsummere resultaterne af observationsåret, fremhæve de mest interessante opdagelser og vise deres indvirkning på astronomi.
De fordele, som Webb gav astronomer, er evnen til at se allerede kendte objekter med endnu højere opløsning og at se ting, der tidligere undgik vores opmærksomhed. Således har astronomer modtaget en masse data, der vil give dem mulighed for at forbedre eksisterende teorier eller skabe nye. Selvom det lyder meget trivielt, krævede Webbs resultater samarbejdet med ingeniører og videnskabsmænd fra hele verden.
Nedenfor præsenterer vi en samling af de mest interessante billeder fra teleskop James Webb, modtaget indtil videre i 12 måneders observationer.
Også interessant: Terraforming Mars: Kan den røde planet blive til en ny jord?
Hvad forsker Webb i? Fra de nærmeste asteroider til det fjerneste sorte hul
De første sammenlignende observationer viste værdien af at kunne se rummet samtidigt i det nær-infrarøde område og i det mellem-infrarøde område, hvor man kan se meget koldere, knap synlige strukturer. Vi taler ikke kun om Skabelsens ikoniske Søjler, men også om at observere Solsystemets objekter. James Webb-teleskopet har allerede udforsket Jupiter og Saturn, givet de bedste billeder af Neptuns støvringe, såvel som Uranus og dens mange måner. Hvordan Webb-teleskopet så Uranus og dens ringe kan ses på det udvidede billede med de største satellitter markeret:
Udover planeterne målrettede James Webb-teleskopet også Saturns måner, inklusive overfladen og skyerne af Titan og iskolde Enceladus, hvor emissioner af is, vanddamp og organiske forbindelser, der udgør thorium omkring planeten, blev set bemærkelsesværdigt godt.
Webb tillod også videnskabsmænd at se DART-sonden kollidere med asteroiden Dimorphos sidste efterår, og i år var med til at bekræfte eksistensen af en særlig sjælden kategori af kometer, der stammer fra asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter. De mindste asteroider, som Webb observerede i det område, er omkring 100 m i diameter.
Vi var interesserede i observationen af Comet Read ved Webb-teleskopet. Det er meget interessant for astronomer, fordi det indeholder vand. Selvom det ikke burde være det, givet kometens kredsløb i asteroidebæltet, som er meget tættere på Solen end kometernes kredsløb ud over Neptun. Der er visualiseringer og konklusioner i medierne, der er endnu mere imponerende, men astronomer er glade for et diagram som det på billedet ovenfor.
Astronomer pegede også teleskopet mod ekstrasolare planeter. I januar opdagede Webb-teleskopet den første sådan planet, som ligner Jorden, selvom den kredser om sin sol i en meget smal bane med en periode på to dage. Med infrarøde observationer var James Webb i stand til at måle temperaturen på overfladen af klippeplaneten Trappist-1 b og observerede støvskiven omkring den unge stjerne AU Microscopii, som gennemgår dynamisk udvikling efter planetdannelsen. Hver af disse observationer kan prale af den bedste dataopløsning. Webbs spektroskoper opdagede også usædvanlige planetariske atmosfærer, såsom silikatatmosfæren omkring planeten VHS 1256b.
Chamaeleon I-molekylskyen ser imponerende ud på billedet:
Hvad angår stjernerne, kan Webb-teleskopet nå områder, hvor unge stjerner vil dannes i fremtiden, såsom Chamaeleon I-molekylskyen, hvor der er blevet opdaget is, såvel som adskillige komplekse organiske forbindelser, der indikerer dannelsen af planeter omkring stjerner, som i fremtiden kan blive begyndelsen på et udviklet liv. I Oriontågen, 1350 lysår væk, opdagede James Webb-teleskopet den mest komplekse forbindelse, methylkationen, udgangspunktet for dannelsen af komplekse former for kulstof.
Sådan ser regionen ud af Oriontågen, hvor spektroskopister har opdaget den mest komplekse kulstofholdige partikel kendt uden for solsystemet. Billeder fra NIRCam (nær-infrarød) og MIRI (midt-infrarød):
Ud over at observere de tidlige stadier af stjernedannelse, såsom L1527, observerede Webb-teleskopet også de sidste stadier af stjerners liv, såsom den massive og varme Wolf-Rayet 124, som vil blive en supernova i fremtiden. I begge tilfælde blev tidligere usynlige detaljer om disse objekter registreret.
Se bare på disse vidunderlige billeder, hvor til venstre er dannelsen, fødslen af en stjerne, og til højre er den sidste fase af en gammel stjernes liv:
Takket være MIRIs melleminfrarøde instrument kan resterne af supernovaen Cassiopeia A også ses blandt de mange smukke billeder. Selvom de er set mange gange før, var det Webb-teleskopet, der gav meget klarere billeder. Og det vil gøre det muligt at forstå mere om de processer, der fører til supernovaeksplosioner, fordi de danner stof, der ligner det, Jorden engang blev dannet af.
Se hvordan teleskopet så Cassiopeia A. Det var i øvrigt muligt at se denne tåge med MIRIs melleminfrarøde kameraer.
Solsystemet, Mælkevejens objekter er det nærmeste observationsområde på Webb-teleskopet. I løbet af det seneste år har teleskopet også observeret andre, meget fjernere galakser, såsom Andromeda og de magellanske skyer. Og dem, hvor du tydeligt kan observere detaljer, for eksempel støvbaner i galaksen NGC 1433, som er 46 millioner lysår væk, og analysere udviklingen af stjernehobe baseret på observationerne. Og dem, der er i en afstand af milliarder af lysår fra os, for hvilke kun deres silhuetter og generelle sammensætning kan observeres.
De virkelig skarpe billeder giver os mulighed for at se detaljer om den støvede struktur af galaksen NGC1433 i det mellem-infrarøde område. Billedet blev taget som en del af PHANGS-projektet (High Angular Resolution Physics in Nearby Galaxies).
Men selv i sidstnævnte tilfælde er Webbs udvalg bedre end noget andet instrument, der er tilgængeligt for os i dag. Det er dette state-of-the-art værktøj, der giver os mulighed for at vise strukturer, som vi ikke har set før.
Disse omfatter galaksehobe med oprindelse i det tidlige univers, unge galakser, der netop samler materiale fra deres første supernovaer, og den fjerneste og en af de tidligste galakser i universet (300-500 millioner år efter Big Bang). Det er strukturer, hvor stjerner dannes intensivt, og som allerede eksisterede, da intergalaktiske rum var fyldt med endnu ikke fuldt ioniseret stof. Denne fase, hvor universet langsomt blev gennemsigtigt for lys, observerer vi billeder taget af James Webb-teleskopet.
Ved at observere disse fjerneste objekter er Webb også hjulpet af naturen, eller mere præcist, fænomenet linse. Det mest perfekte eksempel på dette er et billede af superhoben Pandora (eller Abell 2744), som indeholder adskillige linsede galakser, da universet var flere hundrede millioner år gammelt. Sammenlignet med Hubble-teleskopet kan billeder af dybt rum fra mere end 50 lyskilder opnås med eksponeringer, der varer et par timer frem for dage. Dette er en enorm acceleration af observation.
James Webb-teleskopet fangede Pandora-galaksens superklynge på fotografier. I tilfælde af gravitationslinser er selv den mindste stigning i opløsning uvurderlig til modellering af fænomenet og estimering af den faktiske afstand af de linseformede galakser.
Ved at være i stand til at observere grupper af sådanne tidlige objekter var Webb i stand til at opdage kornene af kosmisk struktur. Den består af klynger af galakser, der er placeret i rummet, adskilt af hulrum (men i praksis er disse ikke områder uden stof). Disse undersøgelser er udført som en del af Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) projektet, som gjorde det muligt at observere det ældste sorte hul, som allerede eksisterer 570 millioner år efter dannelsen af vores univers.
Observationer af fjerne sorte huller i centrum af galakser er lavet ved hjælp af mikroblændeteknologi, flere gange tykkelsen af et menneskehår, som kan åbnes og lukkes. Dette gør det muligt for Webb at observere spektrene af op til 100 galakser på én gang, hvilket i høj grad fremskynder arbejdet og giver astronomerne enorme mængder data, hvoraf meget endnu ikke er blevet analyseret.
Spektre for flere galakser opnås samtidigt ved hjælp af mikroåbningsteknologi. Det virker måske ikke særlig interessant for amatøren, men astronomer kunne skrive en hel bog baseret på dette billede alene.
Nedenfor er en 290D-rejse til Maisie-galaksen, som eksisterede, da universet kun var 5000 millioner år gammelt. Den viser forskellen i afstandene mellem op til 200 galakser på den lille del af himlen, som CEERS observerer. Når vi bevæger os fra den nærmeste galakse til Maisie, går vi XNUMX millioner år tilbage i tiden.
Også interessant:
- Europa-Kommissionen planlægger at placere et databehandlingscenter i rummet
- Kina afslutter opførelsen af Tiangong rumstation
Jubilæumsfoto - Rho Ophiuchi stjernedannelsesregion
"På sit første jubilæum opfyldte James Webb Space Telescope sit løfte om at åbne universet og give menneskeheden en fascinerende skatkammer af billeder og videnskab, der vil vare i årtier," sagde Nicola Fox, NASAs chefforsker, som opsummerer det første jubilæum. af observationerne. Og det er svært ikke at være enig i disse ord.
Til jubilæet fotograferede Webb-teleskopet det stjernedannende område Ro Ophiuchus, et af Mælkevejens lyseste områder. Mange stjerner er netop ved at blive dannet og er gemt i støvskyerne, der dominerer billedets orange-gule område. Bortset fra en, der formåede at skinne gennem støvet, er resten omkring 50 stjerner, der ligner eller er mindre end Solen.
De stjerner, der på en eller anden måde er født, afsløres for vores øjne i det øjeblik, hvor de skinner for første gang, begynder at sprede det omgivende stof.
Dette kan ses på billedet i form af røde og lilla stråler (striber) af molekylært brint, der udstråler i to retninger fra stjernernes placering. Takket være James Webb-teleskopet er et så stort antal overlappende jetfly blevet observeret i denne region for første gang.
Rho Ophiuchus-tågen er placeret 390 lysår væk i stjernebilledet Ophiuchus. At observere den med amatørudstyr kræver fotografering med lang eksponering, men du kan prøve at finde en nærliggende stjerne med samme navn som tågen uden et kamera. Dens lysstyrke er 4,6 størrelsesorden. Det betyder, at den kan ses langt væk fra byens lys med god synlighed selv med det blotte øje. Og hvis ikke med det blotte øje, så bestemt med en kikkert.
Under vanskeligere forhold må vi nøjes med observationer af stjernen Antares i stjernebilledet Skorpionen, som også er placeret i nærheden i tågen. Sommeren er det bedste tidspunkt at observere disse objekter i Ukraine, for så er de synlige lavt over den sydlige horisont.
Og James Webb-teleskopet fortsætter sin rejse gennem universet og studerer nye stjerner, hobe og tåger. Han vil være i stand til at se ind i universets fortid, finde ud af, hvordan stjerner og planeter er født, hvilket vil give os mulighed for bedre at forstå oprindelsen af vores planet Jorden.
Også interessant: