Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) продолжает менять наши представления о Вселенной, превосходя самые смелые ожидания инженеров и ученых. В новом выпуске канала Event Horizon ведущий Джон Майкл Годье и астроном Массимо Паскале обсуждают первые научные результаты миссии: от неожиданного обнаружения облаков на раскаленных газовых гигантах до глубокого анализа гравитационных линз, которые позволяют заглянуть в прошлое на 13 миллиардов лет.
🔭 Новая эра в изучении экзопланет 0:01
Первые научные данные, полученные «Джеймсом Уэббом», уже привели к ряду открытий, которые ранее считались невозможными для телескопа на этапе его проектирования . Оказалось, что технические характеристики аппарата настолько высоки, что он позволяет изучать не только атмосферы, но и потенциально определять химический состав поверхности каменистых экзопланет .
Одним из первых сюрпризов стало исследование планеты WASP-96b — горячего газового гиганта, расположенного на расстоянии более тысячи световых лет от Земли .
Ключевые факты об этом открытии:
- Ранее считалось, что атмосфера WASP-96b лишена облаков.
- JWST опроверг это убеждение, обнаружив четкие признаки дымки и облаков благодаря наличию водяного пара .
- Телескоп обладает достаточно низким «порогом шума», чтобы разделять сигналы от атмосферы и поверхности планеты .
Для изучения состава поверхности каменистых миров ученые планируют использовать метод анализа отраженного света. По мнению ведущего, наиболее перспективными целями являются горячие планеты, лишенные атмосферы, где тепловое излучение дает сильный сигнал . Это позволит находить железо и другие металлы на объектах, подобных Меркурию. Особое внимание астрономов приковано к системе TRAPPIST-1, в частности к планете TRAPPIST-1b, которая может стать идеальным полигоном для этой методики .
🌌 Галактические аномалии и «металлический» дефицит 2:12
На знаменитых снимках «глубокого поля» (Deep Field) была обнаружена галактика, существование которой в текущих моделях выглядит загадочно. В астрономии «металлами» называют все элементы тяжелее водорода, и один из объектов в поле зрения оказался невероятно бедным на такие элементы .
Особенности аномальной галактики:
- Ее металличность составляет менее 2% от металличности Солнца .
- Объект находится на расстоянии около 30,2 миллиардов световых лет (соприкасающееся расстояние) .
- Ученые предполагают, что такая аномалия вызвана поглощением огромного количества чистого водорода из межгалактического пространства .
Малое содержание тяжелых материалов делает невозможным формирование каменистых планет в этой галактике на данном этапе ее развития, так как для этого требуется накопление продуктов взрывов сверхновых .
🔴 Красное смещение и парадокс Ферми 3:42
«Джеймс Уэбб» был спроектирован для работы в инфракрасном диапазоне именно для того, чтобы видеть свет первых галактик, растянутый расширением Вселенной до красного спектра . Данные показывают, что ранние галактики (возникшие всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва) светят гораздо ярче, чем предсказывали модели . Существует кандидат на звание самой древней галактики с красным смещением, соответствующим всего 180 миллионам лет после начала времен .
Джон Майкл Годье считает, что это открытие может серьезно усложнить решение парадокса Ферми:
- Если галактики формировались и становились массивными быстрее, то и условия для возникновения жизни могли появиться на миллиарды лет раньше, чем предполагалось .
- Гипотеза о том, что человечество — «первая разумная жизнь в ранней игре Вселенной», становится менее убедительной .
- По мнению ведущего, у технологических цивилизаций или «вечных машин» было более чем достаточно времени для колонизации соседних галактик .
✨ Поиск первых звезд: Популяция III 5:45
Одной из самых амбициозных задач JWST является обнаружение звезд Популяции III — гипотетических первых звезд во Вселенной, состоящих только из водорода и гелия .
Классификация звезд по металличности:
- Популяция I: молодые звезды с высокой металличностью (например, наше Солнце) .
- Популяция II: старые звезды с низким содержанием металлов .
- Популяция III: древнейшие объекты почти с нулевой металличностью, которые еще никто не видел вживую .
Главным кандидатом на роль такой звезды сейчас является Эарендель (Arendel) . Благодаря удачному расположению она подверглась гравитационному линзированию, что сделало ее видимой как отдельный объект, несмотря на колоссальное расстояние. Если JWST подтвердит ее спектр, ученые получат профиль звезды, которая в реальности взорвалась как сверхновая еще 13 миллиардов лет назад .
📸 Массимо Паскале о «распутывании» гравитационных линз 8:47
Гостем выпуска стал Массимо Паскале, аспирант-астроном и стипендиат NSF, который стал соавтором одной из первых значимых работ по данным JWST, посвященной скоплению галактик SMACS 0723 . Его исследование сосредоточено на идентификации «семейств изображений» — случаев, когда гравитация массивного скопления искажает свет фоновой галактики так, что мы видим несколько ее копий одновременно .
Основные результаты работы Паскале:
- Увеличение точности: До JWST в этом скоплении было известно только 5 наборов кратных изображений. Паскале и его команда довели это число до 19 .
- Масса кластера: Новые данные позволили уточнить карту распределения массы в скоплении, повысив точность ограничений почти в 4 раза .
- Признаки слияния: Распределение массы оказалось более вытянутым, чем ожидалось. По мнению Паскале, это может свидетельствовать о том, что мы наблюдаем процесс столкновения двух скоплений галактик .
Особый интерес представляет внутрикластерный свет (Intra-cluster light, ICL) — слабое свечение между галактиками в скоплении . Паскале объясняет, что этот свет исходит от «звезд-сирот», которые были вырваны из своих родных галактик гравитационными приливами и теперь дрейфуют в межгалактическом пространстве скопления .
🚀 Программа PEARLS и сюрприз от Джо Байдена 14:01
Массимо Паскале является участником программы PEARLS — проекта по наблюдению за выбранными скоплениями галактик с помощью JWST . Любопытно, что скопление SMACS 0723 изначально не входило в их приоритетный список .
По словам Паскале, ученые готовились к работе годами, но данные по SMACS 0723 стали для них неожиданностью. Они узнали о том, что именно это изображение будет опубликовано, всего за несколько дней до того, как президент США Джо Байден представил его миру .
Паскале отмечает, что если даже «второстепенное» для них скопление дало такие феноменальные результаты, то данные по основным целям программы PEARLS будут еще более захватывающими . Ученый подчеркивает, что JWST — это гигантский шаг вперед по сравнению с «Хабблом» за счет гораздо большей собирающей площади и работы в красном диапазоне, что критически важно для поиска самых древних объектов во Вселенной .
🍟 Юмор на орбите: Поссумы и чипсы 16:34
В финале выпуска Джон Майкл Годье вставил шуточный фрагмент. В нем «телескоп» присылает сообщения с просьбой отправить ему картофельные чипсы и мороженое, потому что он «проголодался в точке Лагранжа» . Выясняется, что сообщения отправлял опоссум, использующий iPhone, что ведущий назвал «поссум-троллингом» . Завершается ролик серией забавных неудачных дублей, где участники обсуждают стоимость «пакета данных» для общения с космосом .
