Πώς οι πρώτες επιστημονικές φωτογραφίες του JWST θα μας καταπλήξουν όλους

Στην αστρονομία, μελετάμε το σύμπαν συλλέγοντας φως.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν αυτό το σύνολο μονόχρωμων εικόνων, που προβάλλονται γύρω από την άκρη, για να δημιουργήσουν μια έγχρωμη εικόνα (στη μέση) ενός δακτυλίου από αστρικά σμήνη που περιβάλλουν τον πυρήνα του NGC 1512. Συνδυάζοντας μια σειρά εικόνων που λαμβάνονται σε διαφορετικές κλίμακες φωτός, μπορεί να παραχθεί πλούσια έγχρωμη εικόνα με φίλτρα και βασικές λεπτομέρειες Σχετικά με τη θερμοκρασία, τη σκόνη και άλλα.

(που του αποδίδεται: NASA, Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος, Dan Maoz (Πανεπιστήμιο Τελ Αβίβ, Ισραήλ και Πανεπιστήμιο Κολούμπια, ΗΠΑ))

Ωστόσο, η χρήση μόνο του ορατού φωτός είναι απίστευτα περιορισμένη.

Αν και το ορατό φως μας δίνει μια πλούσια και ποικίλη άποψη των αντικειμένων στο σύμπαν, αντιπροσωπεύει μόνο ένα μικρό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Το εύρος από 0,4 έως 0,7 μm, το οποίο είναι αντιληπτό στην ανθρώπινη όραση, είναι μόνο μια μικρή οπτική εικόνα σε σύγκριση με το εύρος μήκους κύματος JWST από 0,5 έως 28 μm.

(που του αποδίδεται: Philip Ronan/Wikimedia Commons)

Εκτείνοντας μόνο μήκη κύματος 400-700 νανόμετρα, η οπτική αστρονομία παραβλέπει τα περισσότερα χαρακτηριστικά.

Η Ανδρομέδα, ο πλησιέστερος μεγάλος γαλαξίας στη Γη, εμφανίζει ένα τεράστιο εύρος λεπτομερειών ανάλογα με το μήκος κύματος ή το εύρος των μηκών κύματος του φωτός στο οποίο φαίνεται. Ακόμη και το οπτικό σκόπευτρο, επάνω αριστερά, είναι ένα σύνθετο από πολλά διαφορετικά φίλτρα. Εμφανισμένα μαζί, αποκαλύπτουν μια εκπληκτική σειρά φαινομένων που βρίσκονται σε αυτόν τον σπειροειδή γαλαξία. Η αστρονομία πολλαπλών μηκών κύματος μπορεί να ρίξει μια απροσδόκητη ματιά σε σχεδόν οποιοδήποτε αστρονομικό αντικείμενο ή φαινόμενο.

(που του αποδίδεται: IR: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/J. Fritz, U Ghent; Ακτινογραφία: ESA/XMM-Newton/EPIC/W. Beach, MPE; Οπτικά: R. Gendler)

Αλλά η αστρονομία πολλαπλών μηκών κύματος μπορεί να αποκαλύψει αόρατες λεπτομέρειες.

READ  Τετραπλή βροχή μετεωριτών: Πώς να παρακολουθήσετε την κορύφωση της επίδειξης μετεωριτών απόψε

Το νεφέλωμα Helix, το ετοιμοθάνατο υπόλειμμα ενός πρώην αστεριού που έμοιαζε με τον ήλιο, αποκαλύπτει την κατανομή του αερίου του στο ορατό φως, αλλά δείχνει ένα σύνολο από σκοτεινά χαρακτηριστικά που φαίνονται κομμένα και τεμαχισμένα στο υπέρυθρο φως. Οι προβολές πολλαπλών μηκών κύματος μπορούν να αποκαλύψουν χαρακτηριστικά που δεν εμφανίζονται μόνο σε ένα σύνολο μηκών κύματος φωτός.

(που του αποδίδεται: ESO/VISTA/J. Emerson. Ευχαριστίες: The Cambridge Astronomical Survey Unit. Κινούμενα σχέδια: E-Siegel)

Συγκεκριμένα, οι περιοχές με σκόνη και σχηματισμό άστρων φιλοξενούν εκπληκτικά φαινόμενα που περιμένουν να ανακαλυφθούν.

Το νεφέλωμα Carina, ορατό στο ορατό (πάνω) και στο κοντινό υπέρυθρο (κάτω) φως, έχει απεικονιστεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble σε μια σειρά διαφορετικών μηκών κύματος, επιτρέποντας την κατασκευή αυτών των δύο πολύ διαφορετικών όψεων. Οποιεσδήποτε περιοχές σκόνης στις οποίες σχηματίζονται αστέρια θα είχαν εκπληκτικά διαφορετικά χαρακτηριστικά που αποκαλύπτονται κοιτάζοντάς τα σε διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, και αυτό θα άνοιγε το δρόμο για το τι μπορεί και πρέπει να κάνει το JWST.

(που του αποδίδεται(NASA, ESA και η ομάδα Hubble SM4 ERO)

Ένας από τους πιο διάσημους στόχους του Hubble είναι Στύλοι της Δημιουργίας.

που βρίσκεται στο εσωτερικό Νεφέλωμα Αετούυπάρχει μια μεγάλη κοσμική φυλή που ολοκληρώνεται εκεί, περίπου 7.000 έτη φωτός μακριά.

Αυτή η τρισδιάστατη απεικόνιση της θέσης και των χαρακτηριστικών του χαρακτηριστικού που εμφανίζονται ως πυλώνες δημιουργίας στο νεφέλωμα Eagle αποτελείται στην πραγματικότητα από τουλάχιστον τέσσερα διαφορετικά, ασύνδετα στοιχεία που βρίσκονται εκατέρωθεν ενός πλούσιου αστρικού σμήνου: NGC 6611. Η ουδέτερη ύλη απορροφά και ανακλά αστρικό φως, με αποτέλεσμα τη μοναδική του εμφάνιση σε Οπτικά μήκη κύματος.

(που του αποδίδεται: ESO/M. Kornmeiser)

Το ορατό φως εμφανίζει ουδέτερη ύλη και απορροφά και ανακλά το φως από τα γύρω αστέρια.

READ  Τα αρχαία διαμάντια δείχνουν ότι η Γη ήταν προετοιμασμένη για την έκρηξη της ζωής τουλάχιστον 2,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν

Αυτή η ορατή οπτική εικόνα μεγάλου μέρους του νεφελώματος Eagle λήφθηκε από τη Γη με ερασιτεχνική διάταξη το 2019. Αποκαλύπτει μια σειρά από διακριτικά χαρακτηριστικά μέσα, συμπεριλαμβανομένων νεαρών αστεριών και πυκνών περιοχών γεμάτες σκόνη όπου σχηματίζονται νέα αστέρια. Οι Στύλοι της Δημιουργίας, στη μέση, αντανακλούν και απορροφούν το φως των αστεριών, δίνοντας το έναυσμα για τη χαρακτηριστική του εμφάνιση.

(που του αποδίδεται: David (Diddy) Dayag / Wikimedia Commons)

Στο εσωτερικό, νέα αστέρια σχηματίζονται ενεργά και τα λοφία εξατμίζονται από μέσα.

Αυτή η εξαιρετικά ασυνήθιστη άποψη των πυλώνων της δημιουργίας δείχνει τα όρια των δυνατοτήτων του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble: πρόσβαση σε ακτινοβολία κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία για να κοιτάξει μέσα από την ουδέτερη ύλη των πυλώνων και στα αστέρια που σχηματίζονται μέσα τους. Τα περισσότερα αστέρια είναι αντικείμενα στο βάθος, πίσω από τους πυλώνες, αλλά μερικά είναι αρχέγονα αστέρια που σχηματίζονται αυτή τη στιγμή μέσα τους.

(που του αποδίδεται(NASA, ESA/Habble και η ομάδα Hubble Heritage)

Εξωτερικά, η εξωτερική αστρική ακτινοβολία απομακρύνει την ουδέτερη ύλη.

Περιστρέφοντας και τεντώνοντας τις δύο εικονικές εικόνες υψηλής ανάλυσης του Hubble του ψηλότερου άκρου του άξονα σε σχέση μεταξύ τους, μπορούν να αντιπαρατεθούν οι αλλαγές από το 1995 έως το 2015. Σε αντίθεση με πολλές προσδοκίες, η διαδικασία εξάτμισης είναι αργή και μικρή.

(που του αποδίδεται: WFC3: NASA, ESA/Hubble, Hubble Heritage Team WFPC2: NASA, ESA/Hubble, STScI, J. Hester, P. Scowen (Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα)

Ο αγώνας είναι να σχηματιστούν νέα αστέρια μέσα πριν εξαφανιστεί τελείως το αέριο.

Οι Στύλοι της Δημιουργίας είναι μερικοί από τους τελευταίους εναπομείναντες πυκνούς κόμβους ουδέτερου υλικού σχηματισμού αστεριών μέσα στο Νεφέλωμα του Αετού. Από το εξωτερικό, τα καυτά αστέρια εκπέμπουν λοφία, με αποτέλεσμα το αέριο να βράσει μακριά. Μέσα στις στήλες, η ύλη καταρρέει και σχηματίζονται νέα αστέρια, τα οποία με τη σειρά τους ακτινοβολούν τις στήλες από το εσωτερικό. Είμαστε μάρτυρες των τελευταίων στιγμών σχηματισμού άστρων σε αυτήν την περιοχή.

(που του αποδίδεται: Roy Levy και Mike Selby / Wikimedia Commons)

Οι ζευγαρωμένες εικόνες του Hubble, που χωρίζονται κατά 20 χρόνια, δείχνουν την εξέλιξη αυτής της δομής.

READ  Μια νέα ανακάλυψη στο πλαστικό θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για καλύτερα προϊόντα, μπαταρίες και οθόνες

Αυτή η εικόνα συγκρίνει δύο όψεις των πυλώνων δημιουργίας του νεφελώματος Eagle που τραβήχτηκαν με το Hubble με διαφορά 20 ετών. Η νέα εικόνα, στα αριστερά, καταγράφει περίπου την ίδια περιοχή όπως το 1995, στα δεξιά. Ωστόσο, η πιο πρόσφατη εικόνα χρησιμοποιεί την κάμερα Wide Field 3 του Hubble, η οποία εγκαταστάθηκε το 2009, για να συλλάβει το φως από το λαμπερό οξυγόνο, το υδρογόνο και το θείο πιο καθαρά, καθώς και με μεγαλύτερο οπτικό πεδίο. Οι στήλες αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου πολύ αργά. Η εξάτμιση πρέπει να διαρκέσει εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.

(που του αποδίδεται: WFC3: NASA, ESA/Hubble και η ομάδα Hubble Heritage. WFPC2: NASA, ESA/Hubble, STScI, J. Hester και P. Scowen (Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα))

Αλλά άλλα μήκη κύματος φωτός αποκαλύπτουν τι συμβαίνει κάτω από τη σκόνη.

Η μοναδική ικανότητα του Chandra να εντοπίζει και να εντοπίζει πηγές ακτίνων Χ κατέστησε δυνατό τον εντοπισμό εκατοντάδων πολύ νεαρών άστρων και εκείνων που βρίσκονται ακόμη σε διαδικασία σχηματισμού (γνωστά ως «πρωτάστρα»). Οι υπέρυθρες παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA και το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο δείχνουν ότι 219 από τις πηγές ακτίνων Χ στο Νεφέλωμα του Αετού είναι νεαρά αστέρια που περιβάλλονται από δίσκους σκόνης και αερίου και ότι 964 είναι νεαρά αστέρια χωρίς αυτούς τους δίσκους. Αν αναρωτιέστε, δεν έχουν ανακαλυφθεί υπολείμματα σουπερνόβα. Οι στήλες δεν καταστρέφονται.

(που του αποδίδεται: NASA/CXC/INAF/M.Guarcello et al. ; Οπτικό: NASA/STScI)

μήκη κύματος ακτίνων Χ, Από τον Chandra της NASAαποκαλύπτει νέα αστέρια και αστρικά υπολείμματα.

Χρησιμοποιώντας το Chandra, οι ερευνητές ανακάλυψαν περισσότερες από 1.700 πηγές ακτίνων Χ στο πεδίο του Νεφελώματος του Αετού. Τα δύο τρίτα αυτών των πηγών είναι πιθανότατα νεαρά αστέρια που βρίσκονται στο νεφέλωμα, και μερικά μπορούν να φανούν σε αυτό το μικρό οπτικό πεδίο γύρω από τους πυλώνες της δημιουργίας. Αν και οι περισσότερες πηγές δεν προέρχονται από τους ίδιους τους πυλώνες, το «μάτι» του μεγαλύτερου πυλώνα αντιστοιχεί σε ένα πρωτοάστρο που έχει μάζα περίπου 5 φορές τη μάζα του Ήλιου.

(που του αποδίδεται: NASA/CXC/INAF/M.Guarcello et al. ; Οπτικό: NASA/STScI)

Θέα κοντά στο υπέρυθρο κοιτάζουν μέσα από τη σκόνη, αποκαλύπτοντας τα νεαρά αστέρια μέσα.

Υπέρυθρες κολώνες δημιουργίας

Αυτή η υπέρυθρη εικόνα των Pillars of Creation από το Very Large Telescope της ESO, ένα επίγειο τηλεσκόπιο 8,2 μέτρων, κοιτάζει σε μεγάλο βαθμό μέσα από τη σκόνη των Pillars of Creation για να αποκαλύψει αστέρια που σχηματίζονται μέσα. Οι οθόνες JWST θα είναι υψηλότερης ανάλυσης, πιο λεπτομερείς και θα εκτείνονται σε πολύ μεγαλύτερο εύρος μηκών κύματος.

(που του αποδίδεται: VLT / ISAAC / McCaughrean & Andersen / AIP / ESO)

ο Τα Άπω Υπέρυθρα Μάτια του Χέρσελ Εκτεθειμένη ψυχρή ουδέτερη ύλη, η οποία αργότερα θα σχηματίσει νέα αστέρια.

Στήλες του Χέρσελ

Αυτή η εικόνα Herschel του νεφελώματος Eagle δείχνει την αυθόρμητη εκπομπή του νεφελώματος εξαιρετικά ψυχρής σκόνης και σκόνης όπως ποτέ πριν. Κάθε χρώμα δείχνει μια διαφορετική θερμοκρασία της σκόνης, από περίπου 10 βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν (10 Κ, ή μείον 442 βαθμούς Φαρενάιτ) για το κόκκινο, έως περίπου 40 Κέλβιν ή μείον 388 βαθμούς Φαρενάιτ, για το μπλε. Οι πυλώνες της Δημιουργίας είναι από τα πιο καυτά μέρη του νεφελώματος όπως αποκαλύπτεται από αυτά τα μήκη κύματος.

(που του αποδίδεται: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/Hill, Motte, Κοινοπραξία βασικού προγράμματος HOBYS)

Το Spitzer της NASA εξέτασε προηγουμένως τα μήκη κύματος JWST.

υπέρυθρες στήλες

Αυτή η σύνθετη υπέρυθρη όψη πολλαπλών καναλιών από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, που καταγράφηκε το 2007, αποκαλύπτει “πυλώνες δημιουργίας” στα δεξιά και “κωνικό” ή “νεράιδα” στα αριστερά, παρόμοια με τα εμβληματικά χαρακτηριστικά που αποκάλυψε το Hubble σε οπτικά μήκη κύματος. Το JWST θα ενισχύσει πολύ αυτές τις απόψεις και θα μας δείξει τις λεπτομέρειες που ο Spitzer θα μπορούσε μόνο να ονειρευτεί.

(που του αποδίδεται: NASA/JPL-Caltech/N. Flagey (IAS/SSC) και A. Noriega-Crespo (SSC/Caltech))

με Ανώτερη ισχύς και ακρίβεια στη συλλογή φωτόςείναι ο ιδανικός στόχος «επιστημονικής πρώτης» για το JWST.

jost

Αν και το Spitzer (κυκλοφόρησε το 2003) ήταν παλαιότερο από το WISE (κυκλοφόρησε το 2009), είχε μεγαλύτερο καθρέφτη και στενότερο οπτικό πεδίο. Ακόμη και η πρώτη εικόνα JWST σε παρόμοια μήκη κύματος, που εμφανίζεται δίπλα της, μπορεί να επιλύσει τα ίδια χαρακτηριστικά στην ίδια περιοχή με πρωτοφανή ακρίβεια. Αυτή είναι μια προεπισκόπηση της ποιότητας της επιστήμης που θα αποκτήσουμε με το JWST.

(που του αποδίδεται: NASA και WISE/SSC/IRAC/STScI, Προετοιμάστηκε από τον Andras Gaspar)

Ως επί το πλείστον, το Mute Monday αφηγείται μια αστρονομική ιστορία με εικόνες, εικόνες και όχι περισσότερες από 200 λέξεις. ολιγόλογος; Χαμογέλα περισσότερο.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *