Вебб показав формування нової зірки, що виглядає як вогняний пісочний годинник

Космічний телескоп "Джеймс Вебб" показав приховані раніше особливості протозірки в темній хмарі L1527, надаючи уявлення про зародження нової зірки.

Ці пилові хмари в ділянці зореутворення Тельця видно тільки в інфрачервоному світлі, що робить їх ідеальною ціллю для камери Вебба NIRCam, яка працює в ближньому інфрачервоному діапазоні, розповідають в НАСА.

Сама протозоря прихована від очей у "горлечку" цієї форми пісочного годинника. Повернутий на бік протопланетний диск видно як темну лінію посередині горлечка. Світло від протозірки просочується вище та нижче цього диска, висвітлюючи порожнини в навколишньому газі та пилу.

Найпереважніші особливості регіону на цьому репрезентативному інфрачервоному знімку – хмари, пофарбовані у блакитний та помаранчевий кольори, – окреслюють порожнини, які утворилися внаслідок відтоку речовини від протозірки й зіткнення з навколишньою матерією. Самі кольори зумовлені шарами пилу між Веббом і хмарами. Сині області знаходяться там, де пил найбільш тонкий. Що товщий шар пилу, то менше синього світла може вийти назовні, створюючи осередки помаранчевого кольору.

Вебб також викрив філаменти молекулярного водню, які зазнали ударів, коли протозоря викидала матеріал від себе. Удари й турбулентність перешкоджають утворенню нових зірок, які в іншому випадку утворилися б по всій хмарі. У результаті протозоря домінує в просторі, забираючи більшу частину матеріалу собі.

Попри хаос, який спричиняє L1527, її вік становить лише близько 100 000 років – це відносно молоде тіло. З огляду на її вік та яскравість у дальньому інфрачервоному світлі, спостережувану такими апаратами, як Інфрачервоний астрономічний супутник, L1527 вважається протозіркою класу 0 – найбільш ранньою стадією формування зірок. Подібним протозорям, які все ще перебувають у темній газопиловій хмарі, належить пройти довгий шлях, перш ніж вони стануть повноцінними зорями. L1527 ще не виробляє власну енергію за рахунок ядерного синтезу водню, що є важливою характеристикою зірок. Її форма, хоча в основному сферична, також нестабільна: вона має вигляд невеликого, гарячого та пухкого згустку газу, маса якого становить від 20 до 40% маси нашого Сонця.

У міру того як протозоря продовжує набирати масу, її ядро поступово стискається й наближається до стабільного ядерного синтезу. Сцена, показана на цьому знімку, свідчить про те, що L1527 саме це й робить. Навколишня молекулярна хмара складається з щільного пилу й газу, які притягуються до центру, де розташована протозоря. У міру того як матеріал падає всередину, він рухається по спіралі навколо центру. У результаті утворюється щільний диск речовини, відомий як акреційний диск, який постачає матеріал протозірці. У міру того як вона набирає масу й стискається, температура її ядра підвищується, врешті-решт досягаючи порога для початку ядерного синтезу.

Диск, видимий на знімку як темна смуга перед яскравим центром, за розміром приблизно дорівнює нашій Сонячній системі. З огляду на щільність, немає нічого незвичайного в тому, що більша частина цього матеріалу злипається разом – це зачатки планет. Зрештою, цей знімок L1527 дає змогу зрозуміти, який вигляд мали наше Сонце й Сонячна система в період їхнього становлення.

Космічний телескоп Джеймса Вебба

Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) — спільний проєкт НАСА, Канадського космічного агентства та Європейського космічного агентства. “Вебб” було запущено у космос 25 грудня 2021 року, а перше отримане зображення опубліковано 11 липня 2022 року.

Він оснащений 6,5-метровим первинним дзеркалом з 18 окремих сегментів, виготовлених з надлегкого берилію. Дзеркало перпендикулярно розміщено на п'ятишаровому сонцезахисному екрані розміром з тенісний корт, який послаблює сонячне випромінювання у понад мільйон разів. Під екраном — направлена на Землю антена, сонячні батареї та інше.

Чотири наукові інструменти “Вебба” — камери й спектрометри — мають детектори, які здатні реєструвати надзвичайно слабкі сигнали. Це:

• Камера ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) — основна камера телескопа, яка охоплює інфрачервоний діапазон довжин хвиль від 0,6 до 5 мкм. NIRCam здатна реєструвати світло від: найбільш ранніх зірок і галактик, що знаходяться в процесі формування, зоряної популяції в сусідніх галактиках, а також молодих зірок Чумацького Шляху та об'єктів поясу Койпера. Камера оснащена коронографами — інструментами, які дозволяють астрономам робити знімки дуже слабких об'єктів навколо центрального яскравого об'єкта, наприклад, зоряних систем. Коронографи NIRCam працюють, блокуючи світло яскравішого об'єкта, дозволяючи розглядати тьмяніший об'єкт поблизу — так само, як захист сонця від очей піднятою рукою дозволяє зосередитися на краєвиді, що знаходиться перед вами. За допомогою коронографів астрономи сподіваються визначити характеристики планет, що обертаються навколо найближчих зірок.
• Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) працює в діапазоні від 0,6 до 5 мікрон. Спектрограф (який також іноді називають спектрометром) використовується для розсіювання світла від об'єкта в спектр. Аналіз спектру об'єкта може розповісти нам про його фізичні властивості, включаючи температуру, масу й хімічний склад. Атоми й молекули в об'єкті фактично залишають на його спектрі лінії, які унікально відображають кожен присутній хімічний елемент і можуть розкрити велику кількість інформації про фізичні умови в об'єкті. Спектроскопія й спектрометрія (науки про інтерпретацію цих ліній) є одними з найгостріших інструментів в арсеналі для дослідження космосу. Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) працюватиме в діапазоні довжин хвиль від 0,6 до 5 мікрон. Спектрограф (який також іноді називають спектрометром) використовується для розсіювання світла від об'єкта в спектр. Аналіз спектру об'єкта може розповісти нам про його фізичні властивості, включаючи температуру, масу і хімічний склад. Атоми і молекули в об'єкті фактично залишають на його спектрі лінії, які унікально відображають кожен присутній хімічний елемент і можуть розкрити велику кількість інформації про фізичні умови в об'єкті. Спектроскопія і спектрометрія (науки про інтерпретацію цих ліній) є одними з найгостріших інструментів в арсеналі для дослідження космосу. Багато з об'єктів, які вивчатиме "Вебб", наприклад, перші галактики , що утворилися після Великого вибуху, настільки тьмяні, що гігантське дзеркало “Вебба” повинно дивитися на них сотні годин, щоб зібрати достатньо світла для формування спектра. Для того, щоб вивчити тисячі галактик протягом своєї місії, NIRSpec розрахований на одночасне спостереження за 100 об'єктами.
• Інструмент середнього інфрачервоного діапазону (MIRI) має як камеру, так і спектрограф, який бачить світло в середньому інфрачервоному діапазоні електромагнітного спектру, з довжинами хвиль, які довші, ніж бачить наше око. MIRI охоплює діапазон довжин хвиль від 5 до 28 мікрон. Його чутливі детектори дозволять бачити червоний зсув світла далеких галактик, новоутворених зірок та слабко видимих комет, а також об'єктів у поясі Койпера. Камера MIRI надає широкосмугове широкопольне зображення. Спектрограф дозволяє проводити спектроскопію із середньою роздільною здатністю, що дозволяє отримувати нові фізичні деталі спостережуваних далеких об'єктів.
• Датчик точного наведення/ближній інфрачервоний тепловізор і безщілинний спектрограф (FGS/NIRISS). FGS дозволяє "Веббу" точно наводитись на ціль, що дає змогу отримувати високоякісні зображення. Частина FGS/NIRISS, що складається з тепловізора ближнього інфрачервоного діапазону та безщілинного спектрографа, використовується для дослідження наступних наукових цілей: виявлення першого світла, виявлення та визначення характеристик екзопланет , а також спектроскопія транзитного проходження екзопланет. FGS/NIRISS має діапазон довжин хвиль від 0,8 до 5,0 мкм та є спеціалізованим інструментом з трьома основними режимами, кожен з яких працює в окремому діапазоні довжин хвиль.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.