Член-корреспондент РАН, директор Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ, профессор Константин Постнов прокомментировал первые снимки, сделанные с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба.

12 июля 2022 года произошло знаменательное событие — презентация NASA первых 5 научных кадров, полученных с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST), запущенного на орбиту в конце прошлого года в окрестности точки L2 системы Земля-Солнце. Напомню, что в настоящее время там работает несколько космических аппаратов, в том числе европейский спутник Gaia и российско-немецкий Спектр-Рентгено-Гамма.

Для презентации были отобраны наиболее яркие и представительные объекты, снятые приборами «Уэббом» в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. С уверенностью можно сказать, что началась новая эпоха космических ИК-наблюдений, для которых и создавался этот амбициозный технологический проект в течение нескольких десятилетий, обошедшийся американской науке в 11 миллиардов долларов.

Космический телескоп JWST является следующим шагом в изучении глубокого космоса. Основные объекты для изучения — далекие галактики и квазары, первые звезды на больших красных смещениях, излучение которых в основном и попадает в ИК-диапазон из-за большого красного смещения порядка 10. Рекордные характеристики приемной аппаратуры JWST позволяют получать спектры объектов с высоким разрешением, строить изображения с беспрецедентно высоким для ИК угловым разрешением. Для первой презентации научных результатов JWST были отобраны совершенно разные астрофизические объекты, которые наиболее ярко проиллюстрировали возможности телескопа и его аппаратуры.

Первая картинка — глубокий снимок области скопления галактик SMACS 0723, иллюстрирующее эффект гравитационного линзирования фоновых галактик, находящихся за скоплением. Беспрецедентная резкость изображения позволяет увидеть много численные детали линзированных галактик, в том числе четкие области звездообразования. ИК-спектры огромного количества галактик, полученных в этих наблюдениях, позволяют детально изучать ранние этапы формирования и эволюции галактик.

Вторая картинка — ИК-спектр атмосферы экзопланеты WASP-96b, полученный при ее прохождении по диску родительской звезды (транзите). На спектре отчетливо видны полосы водяного пара в атмосфере экзопланеты с температурой около 725 С, получено свидетельство наличия облачного покрова в атмосфере. Такие спектры позволят изучать не только химический состав, но и строение атмосфер экзопланет, которые ранее невозможно было получать наземными оптическими телескопами.

Третья картинка — два снимка в ближнем (NIR) и среднем (MIR) ИК-диапазоне планетарной туманности NGC 3132 c с двойным ядром. Центральная звезда — прото-белый карлик, ядро звезды, сбросившей свою газовую оболочку на конечных стадиях эволюции. Отчетливо видна и вторая (невырожденная) компонента этой двойной системы. Форма и структура сброшенной оболочки, видимой как эффектная планетарная туманность, отражает газодинамические эффекты двойственности центральной части, а вокруг прото-белого карлика видна пылевая оболочка, ярко светящаяся в ИК-диапазоне.

Четвертая картинка — группа четырех взаимодействующих галактик HCG 92, известная как «Квинтет Стефана» (пятая галактика фоновая). Замечательно, что в этой группе галактик есть одна (верхняя на картинке) галактика с активным ядром — аккрецирующей газ сверхмассивной черной дыры с массой в 24 млн масс Солнца, а также пара сливающихся спиральных галактик. JWST-изображения, полученные в ИК-линиях различных элементов (кислорода, серы, аргона, железа и др.), а также молекулярного водорода и силикатных пылинок, позволяют детально исследовать пространственно-разрешенную структуру и динамику газа в этих интереснейших объектах.

Наконец, пятая картинка — область звездообразования (туманность Киля, NGC 3324). На ней с беспрецедентной резкостью видна структура остатка газо-пылевого облака, окружающего скопление молодых звезд. Видно, как мощное УФ-излучение этих звезд испаряет пыль, «выедая» причудливый рельеф в оболочке. Вокруг молодых звезд видны протопланетные диски и струйные выбросы газа. Хотя подобные картинки уже получались в оптическом и ИК -диапазоне другими космическими телескопами, высокое пространственное и спектральное разрешение приборов JWST позволяет гораздо глубже и точнее изучать процессы формирования звезд и физику межзвездной среды.

Замечательно, что полученные результаты выложены в открытый доступ и могут быть использованы любым исследователем для самостоятельного научного анализа. Более подробно о первых результатах можно ознакомиться на сайте https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/approved-programs/webb-first-image-observations.

Фото К. Постнова - "Научной России", космические фото - с сайта https://webbtelescope.org/.