Космический телескоп Джеймса Уэбба позволил себе захватывающий дух взгляд внутрь «Столпов творения», впечатляющего образования пылевого облака, прославившегося благодаря своему предшественнику, космическому телескопу Хаббл.
Космический телескоп Джеймса Уэбба позволил себе захватывающий дух взгляд внутрь «Столпов творения», впечатляющего образования пылевого облака, прославившегося благодаря своему предшественнику, космическому телескопу Хаббл.
Изображение не только потрясающе красиво, но и раскрывает космические процессы, никогда ранее не наблюдавшиеся с такой четкостью. Вот что астрономы видят за сверкающим красочным гобеленом.
Если вы хотите должным образом оценить магию фотографии Столпов творения, сделанной космическим телескопом Джеймса Уэбба, вам необходимо загрузить исходное изображение (открывается в новой вкладке) с веб-сайта Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе, который управляет научными операциями миссии. Это не маленький файл. При размере около 150 мегабайт он может на некоторое время заблокировать вашу нисходящую интернет-линию. Затем увеличьте масштаб самых темных областей на вершинах столбов. Увеличьте масштаб еще немного, пока не увидите красные точки, появляющиеся в поле зрения. Их здесь десятки. Те, что поменьше, — это просто красные пятна. Другие несколько крупнее, напоминают цветы с желтыми сердцевинами, окруженными шестью красными лепестками, а иногда и с фирменными узорами преломления, похожими на снежинки Уэбба.
Рождается звезда …
Эти цветочные образования — новорожденные звезды, некоторым из которых всего несколько сотен тысяч лет, творение внутри Столпов Творения, раскрытое впервые. Для предшественника Уэбба, космического телескопа «Хаббл», который наблюдает Вселенную в основном в видимом свете (длины волн, доступные человеческому глазу), эти столбы были непроницаемыми, угрожающими темными образованиями, поднимающимися из туманности Орла, облачного скопления звезд в созвездии Змеи на расстоянии менее 6000 световых лет от Земли. Но Уэбб, с его инфракрасным, обнаруживающим тепло взглядом, вглядывался в темноту, чтобы показать, как рождается свет во Вселенной.
«Самое интересное в этом изображении то, что оно на самом деле показывает нам процесс звездообразования», — сказал Антон Кекемоер, астроном-исследователь из STScI. Space.com
Кекемур собрал потрясающее изображение из необработанных данных, полученных мощной камерой NIRCam компании Webb. Удивительные снимки Вселенной — это хлеб насущный для Кекемура, который ранее работал над обработкой изображений с космического телескопа «Хаббл». Тем не менее астроном признает, что текстура, уровень детализации и количество научной информации, содержащейся в фотографиях Уэбба, ошеломляют даже его.
«Я поражен тем, насколько хорошо Уэбб может видеть в пыли и газе, которые полностью темны с помощью Хаббла», — сказал Кекемур. «С помощью Хаббла вы вообще не видите никаких деталей. Но Уэбб, обладающий инфракрасным зрением, может проникать непосредственно в эти области и видеть звезды, формирующиеся внутри этих пыльных столбов. Это чрезвычайно волнующе».
.. из холодной темной пыли
Профессор Дерек Уорд-Томпсон разделяет восторг Кекемура. Опытный астроном и глава Школы естественных наук в Университете Центрального Ланкашира в Великобритании, Уорд-Томпсон за эти годы опубликовал несколько научных работ о Столпах Творения, в том числе несколько о мощных магнитных полях, которые удерживают образование вместе. Тем не менее, по его словам, его первая мысль, когда он увидел первое изображение Уэбба своего любимого облака космического водорода, была довольно ненаучной.
«Я просто подумал: «Вау», — сказал Уорд-Томпсон. Space.com . «Это действительно помогло мне понять, почему космический телескоп Джеймса Уэбба будет намного лучше, чем «Хаббл», который может видеть только снаружи. Он также обеспечивает гораздо лучшую детализацию и гораздо более высокое разрешение «.
По словам Уорд-Томпсона, снимки Уэбба открывают уникальное окно в темные и замерзающие облака, где звездные эмбрионы инкубируются из богатой водородом пыли. Впервые астрономы могут не только теоретизировать об этом процессе, но и изучать его на десятках примеров различных размеров и уровней яркости.
«Я уверен, что изображения Уэбба продвинут наше понимание того, как формируются звезды и, следовательно, откуда взялось наше собственное солнце», — сказал Уорд-Томпсон.
Красные точки, видимые на снимках Уэбба, — это протозвезды, коконы пыли и газа, настолько плотные, что они сжимаются вместе под тяжестью собственной гравитации. Когда облака разрушаются, они образуют вращающиеся шары, которые в конечном итоге станут настолько плотными, что атомы водорода в их ядрах начнут сливаться вместе в процессе ядерного синтеза, что заставляет звезды сиять.
Протозвезды, которые видит Уэбб, еще не полностью сформировались, они только начинают светиться в инфракрасном свете, поскольку они нагреваются выше температуры окружающего облака, которая не теплее минус 390 градусов по Фаренгейту (минус 200 градусов по Цельсию), сказал Уорд-Томпсон.
«Эти молодые звезды, которые мы видим на изображении, еще не сжигают водород», — сказал Уорд-Томпсон. «Но постепенно, по мере того, как внутрь попадает все больше и больше материала, середина становится все плотнее и плотнее, а затем внезапно она становится настолько плотной, что включается горение водорода, а затем внезапно их температура подскакивает примерно до 2 миллионов градусов по Цельсию [35 миллионов градусов по Фаренгейту]».
В некоторых более крупных ярко-красных пятнах на изображении вспыхивает сразу несколько звезд. В других местах их тепло еще не пробилось сквозь окружающую пыль.
По словам Уорд-Томпсона, Столпы Творения являются одним из ближайших регионов активного звездообразования к Земле, что означает, что в сочетании с возможностями Вебба по визуализации это место предоставляет наилучшую возможность для изучения процессов звездообразования.
15 000 пикселей
Каждая из этих красных точек, которые вы можете увидеть только при увеличении изображения, занимает площадь, превышающую нашу солнечную систему. Все изображение шириной 15 000 пикселей захватывает область шириной от 8 до 9 световых лет.
«Вы можете разрешить на изображении объекты размером с нашу солнечную систему», — сказал Кекемур. «Если бы существовали отдельные планеты, такие как Юпитер, вы бы не смогли их решить».
Изображение, которое Кекемур собрал из данных, полученных NIRCam с использованием шести различных фильтров, показывает столбы в разных цветах, чем они могли бы показаться человеческому глазу. Единственная длина волны на изображении, которую может обнаружить человеческий глаз, — это длина волны красного цвета, который на изображении представлен как синий
«Желтоватый, зеленоватый и, в конечном счете, оранжевый и красный цвета относятся к средней инфракрасной длине волны», — сказал Кекемоер. «Самые длинные волны на этом изображении в шесть раз длиннее, чем может видеть человеческий глаз».
С каждым цветом появляется другой компонент физических процессов, происходящих в потрясающей туманности. Голубоватые сгустки газа и пыли, которые подобно тонкой вуали исходят из краев туманности, представляют собой облака ионизированного водорода — электроны водорода, отделенные от более холодного атомарного водорода, формируют темные плотные облака под воздействием интенсивного ультрафиолетового света, исходящего от близлежащих массивных звезд.
Физика, стоящая за колоннами
Благодаря способности Уэбба раскрывать структуру пылевых облаков с беспрецедентными нюансами и текстурой, астрономы также смогут изучать процессы, которые формировали высокие облака на протяжении миллионов лет.
«Материал, из которого сделаны столбы, — это то, что мы называем межзвездной средой, средой между звездами», — сказал Уорд-Томпсон. «Он становится более прозрачным, когда вы переходите на более длинные [инфракрасные] волны. Изображения «Хаббла» показали нам только, где находится материал, но теперь Уэбб показывает нам, где он толще, а где тоньше. Это почти как сделать рентгеновский снимок человека».
Астрономы знают, что Столбы — это не стабильная космическая скульптура, а скорее постоянно меняющийся поток материала, подобный постоянно меняющейся поверхности песчаного пляжа. По словам Уорд-Томпсона, столбы формируют мощные звездные ветры, исходящие от скопления крупных звезд, которое не видно на этом изображении. Сильные космические магнитные поля удерживают облака вместе, защищая их от рассеивания звездными ветрами. Тем не менее, через несколько миллионов лет колонны перестанут напоминать культовые изображения, которые мы видим сегодня.
По словам Кекемура, для Уэбба Столпы — это все еще только начало, дающее лишь представление о том, чего может достичь телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов.
«Все в астрономическом сообществе очень взволнованы тем, что ждет Уэбба в будущем», — сказал Кекемур. «Я думаю, что в будущем будет еще много наблюдений, которые покажут нам еще больше о том, как формируются звезды и галактики».
Follow Tereza Pultarova on Twitter @TerezaPultarova. Follow us on Twitter @Spacedotcom and on Facebook.