Дълбокият космос в изящни детайли

Не е пресилено – в астрономията започва изцяло нова ера, след като НАСА публикува първия набор от научни изображения от космическия телескоп „Джеймс Уеб".

„Подобен напредък ни движи напред и ни дава вдъхновение", заяви администраторът на НАСА Бил Нелсън във вторник. „Нашите ракети се движат с гориво. Но вдъхновението е горивото, което задвижва НАСА и всъщност задвижва човечеството", добави Нелсън.

Пълноцветните изображения бяха публикувани във вторник по време на телевизионно предаване от Центъра за космически полети Goddard на агенцията в Грийнбелт, щата Мичиган. Те демонстрират способността на „Уеб“ да надникне по-дълбоко в космоса - и по този начин по-назад във времето - отколкото е било възможно досега.

„Продължавам да казвам на хората, че тази седмица астрономията като цяло ще се промени", казва пред The Wall Street Journal Кевин Хейнлайн, астроном от Университета на Аризона и учен от мисията, работещ върху основната камера за изображения на телескопа с размери на камион - най-големия и най-мощния телескоп от този вид, създаван някога.

Публикуването на кадрите се случи по-малко от 24 часа след събитието в Белия дом, по време на което президентът на САЩ Джо Байдън представи първото изображение от комплекта - изображение в дълбочинно поле, показващо галактически клъстер, наречен SMACS 0723. Според НАСА това е най-дълбокото изображение на Вселената, правено досега.

Масата от тези галактики изкривява пространство-времето по такъв начин, че обектите зад клъстера се увеличават, което дава на астрономите начин да надникнат около 13 милиарда години в ранната вселена. „Гравитацията на SMACS 0723 действа като естествена леща, усилвайки и изкривявайки светлината от обектите зад нея. Това ни позволява да видим както изключително далечни, така и тъмни популации от галактики, които са недостъпни за пряко наблюдение“, заявиха от агенцията.

Дори и с помощта на гравитационната леща другите съществуващи телескопи никога не биха могли да видят толкова далеч. Но космическият телескоп „Джеймс Уеб", известен още като JWST, е невероятно голям - с 6,5 метра в диаметър огледалото му е почти три пъти по-голямо от това на космическия телескоп "Хъбъл". Той също така вижда в инфрачервените дължини на вълните на светлината, където се появяват далечни галактики. Тези характеристики му дават предимство пред предишните обсерватории.

Въпреки че това първо изображение представлява най-далечния изглед на космоса досега, „това не е рекорд, който ще остане дълго време“, заявяват от НАСА. На публикуваните във вторник изображения се вижда и мъглявината Карина - регион, известен като космическите скали, „брегова линия“, съставена от огромни нишки газ и прах, където звездообразуването се случва на фона на син океан от фонови звезди.

Изображение на мъглявината Южен пръстен в средна инфрачервена светлина. Снимка: NASA, ESA, CSA, STScI

Заснета е и мъглявината Южен пръстен - облак от газ около умираща звезда в съзвездието Вела; както и група от пет галактики, отдалечени на около 290 милиона светлинни години, известна като Квинтета на Стефан.

НАСА също така публикува визуални данни, в които подробно се описва кои молекули присъстват в атмосферата на WASP-96b, предимно газова планета извън нашата Слънчева система. Данните са под формата на "спектър", резултат от техника, известна като спектроскопия, при която звездната светлина, филтрираща се през атмосферата на планетата, се използва за определяне на химическите характеристики на атмосферата.

Астрономите могат да използват такива спектри, за да търсят признаци, свързани с градивните елементи на живота, като например водни пари. Спектърът на WASP-96b разкри наличието на водни пари в атмосферата му, а експертите забелязаха следи от облаци.

Със своето огромно 21,5-метрово основно огледало телескопът „Уеб“ е 100 пъти по-мощен от космическия телескоп „Хъбъл“ на НАСА, който обикаля около нашата планета повече от 30 години. „Уеб“ обикаля около Слънцето на около 1 милион мили от Земята, като използва инструментите си, за да се вгледа в някои от най-старите и отдалечени галактики и звезди в космоса и да търси екзопланети, които може да са обитаеми.

„Уеб“ е разработен съвместно от НАСА, Европейската космическа агенция и Канадската космическа агенция.

За разлика от „Хъбъл", който засича предимно видима светлина, „Уеб" засича предимно инфрачервена светлина. Това му позволява да заснема изображения на по-стари и по-отдалечени галактики, което дава възможност на астрономите да надникнат в начина, по който се е оформила Вселената непосредствено след Големия взрив преди почти 14 милиарда години.

„Никога досега не сме разглеждали небето по този начин", казва Стивън Финкелщайн, доцент по астрономия в Тексаския университет в Остин. „Най-голямото нещо, което искаме да разберем, е кога и как всъщност се формират галактиките в ранната Вселена, а това е нещо, което „Хъбъл“ просто не е достатъчно голям - и няма достатъчна чувствителност и режими на инфрачервените вълни, за да направи“.

След публикуването на кадрите във вторник „Уеб" ще продължи първия си „цикъл" или година на наблюдения, каза д-р Финкелщайн. Квинтетът
Квинтетът на Стефан

Изображенията, публикувани във вторник, не са сред предложените от нито един от учените за първия цикъл наблюдения, пояснява астрономът от Университета на Аризона Марсия Рике, главен изследовател на основната камера на „Уеб“.

„По този начин не посягаме на научната им програма", каза д-р Рике. „Но това са цели, които са предназначени да бъдат, да кажем, естетически приятни и да покажат, че този телескоп осигурява абсолютно фантастично качество на изображението“.

Един от най-скъпите научни инструменти, създавани някога, телескопът „Уеб“, струващ 10 млрд. долара, беше забавен с около десетилетие, преди да бъде успешно изстрелян на 25 декември от Френска Гвиана и да завърши процеса на въвеждане в експлоатация, продължил месеци.

Въпреки закъсненията и поредицата от бюджетни съкращения, които почти провалиха проекта, д-р Хейнлайн е убеден в прогреса: „Показахме, че можем да се обединим като международна научна общност, за да поставим нещо в космоса и да направим нещо, което никой не е правил“.