Згідно з повідомленнями, космічний телескоп імені Джеймса Вебба (JWST) НАСА вартістю 10 мільярдів доларів США зафіксував вибух зірок понад 3 мільйони років тому. Галактика, в якій була розташована наднова, знаходиться приблизно в 3 мільярдах світлових років від Землі, і її яскравий промінь був захоплений нещодавно запущеним телескопом Джеймса Вебба. Це перший випадок, коли телескоп спостерігав вибух вмираючої зірки.

Наднова — це сильний вибух, який відчуває зірка, коли вона наближається до кінця своєї еволюції. Зоряний матеріал розширюється до розміру, який щонайменше в п’ять разів перевищує масу Сонця — приблизно в 333 000 разів перевищує масу Землі — перш ніж сильно вибухнути. Вибух випускає величезну кількість уламків і частинок.

Цей зоряний вибух стався в галактиці SDSS.J141930.11+5251593. На зображеннях, отриманих телескопом Джеймса Вебба, видно, як один об’єкт тьмяніє протягом 5-денного проміжку часу, лінія, яка свідчить про існування наднової. Майк Енгельзер з Наукового інституту космічного телескопа (STScI) стверджує, що телескоп Джеймса Вебба не призначений для виявлення нових перехідних процесів, тому відкриття є особливо захопливим.

Потенційна наднова була зафіксована камерою ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) на телескопі Webb. Це охоплює спектр від видимого краю (0,6 мікрометра) до ближнього інфрачервоного світла (5 мікрометрів) і може використовуватися для визначення походження найдавніших зірок і галактик світла. NIRCam оснащений коронографом, інструментом, який дозволяє астрономам фотографувати центрально яскраві об’єкти — наприклад, зоряні системи — з дуже слабким освітленням навколо них або зіркові вибухи, такі як наднові.

Телескопу Джеймса Вебба пощастило зафіксувати наднову

Енгельцель зазначає, що телескоп Джеймса Вебба випадково виявляє галактику SDSS.J141930.11+5251593. Дуже пощастило сфотографувати цю наднову. Вмираюча зірка — це маленька яскрава пляма на зображенні, якої немає на зробленому у 2011 космічним телескопом Хаббл зображення галактики. Енгельцель і його команда використовували програмне забезпечення, яке може помічати відмінності на зображеннях, які викликають яскраві плями.

Лише через тиждень роботи телескоп Джеймса Вебба виправдав свої величезні витрати. 12 липня команда телескопа Webb опублікувала перші офіційні зображення далекого космосу; через тиждень вчені оголосили, що виявили галактику віком 13,5 мільярдів років, найдавнішу галактику у Всесвіті, яку зараз бачать люди. Відома як GLASS-z13 (GN-z13), галактика утворилася лише через 300 мільйонів років після Великого вибуху, який стався 13,8 мільярда років тому. Попередній рекордсмен, GN-z11, відкритий Хабблом у 2015 році, датується 400 мільйонами років після народження Всесвіту. Телескоп Джеймса Вебба використав камеру ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam), щоб зафіксувати, як виглядає галактика GN-z13. Досліджуючи область галактики GN-z13, телескоп Webb також відкриває галактику GN-z11.

Вчені з Гарвардського університету та Смітсонівського центру астрофізики помітили, що хоча ці галактики є стародавніми, усі вони дуже малі, повідомляє New Scientist. Галактика GN-z13 має діаметр близько 1600 світлових років, тоді як галактика GLASS z-11 має діаметр 2300 світлових років. Для порівняння, розмір нашої галактики приблизно 100 000 світлових років. Команда також зазначає, що ці галактики ростуть, поглинаючи зірки у своїх регіонах.

Як інтерпретувати зображення квінтету Стівена?

Серед перших зображень, опублікованих телескопом Джеймса Вебба, найбільш дивовижним є зображення Квінтету Стефана. Ця група галактик була вперше виявлена ​​в сузір’ї Пегаса астрономом Едуаром Стефаном у 1877 році. Ця чудова колекція галактик є початковою формою так званої «щільної групи галактик». У цьому сценарії чотири галактики дуже тісно пов’язані. Ці галактики стикаються та гравітаційно взаємодіють одна з одною та, ймовірно, зливаються у величезну галактику. З усіх компактних груп галактик Квінтет Стівена є найбільш вивченим. Він також дає важливі підказки про те, як газ, зірки та купа темної матерії росли та еволюціонували.

На зображенні Вебба чотири галактики праворуч тісно й потужно пов’язані гравітацією. Тут мільярди зірок розриваються на гігантські стрічки. Цікаво, що саме ці взаємодії уповільнюють розпад квінтету Стівена в єдину гігантську галактику. Наразі цей перехід здається врівноваженим з окремими галактиками. Як і будь-яке хороше зображення галактики, зображення Стівена Квінтету телескопа Вебб може розшифрувати безліч інформації. Однак у ширшому масштабі ми можемо визначити сім яскравих плям, які допомагають нам зрозуміти ці чудові картини всесвіту.

Яскраві плями, які допомагають нам зрозуміти ці чудові картини всесвіту

(1) Ця галактика (NGC 7320) є єдиною 40 мільйонів світлових років від нас від Землі і є «переривником» на передньому плані. Інші 4 галактики фізично пов’язані між собою і віддалені від нашої Сонячної системи приблизно на 290 мільйонів світлових років. На зображеннях цієї ближчої галактики телескопом Вебба видно делікатні текстури складок

(2) Зірки на Чумацькому Шляху схожі на мерехтливі декорації, що з силою протискуються на передньому плані картини. Їх загострений вигляд викликаний дифракцією світла біля країв 18 шестикутних дзеркал Вебба.

(3) Яскравість цього яскравого світла від центру галактики NGC 7319 еквівалентна в 40 мільйонів разів більше, ніж Сонце. Спектроскопічні інструменти телескопа Вебба також змогли виявити світло від цього потоку матеріалу. Він також виявляє ознаки гарячого та холодного газу та покриття мікроскопічного кремнеземного пилу.

(4) Окрім величного Квінтету Стівена, в об’єктив телескопа Вебба «випадково» потрапили зображення сотень інших галактик із більш віддаленого простору-часу. Він заповнює крихітні космічні шпалери, доводячи надзвичайну чутливість телескопа. Там є галактики, що містять сотні мільярдів інших зірок і світів.

(5) Сяйнисті хвости, що містять мільярди зірок, відриваються від галактик приливною гравітацією. Можливо, ці зірки самі по собі утворять нові карликові галактики, а можуть просто розсіятися в міжгалактичному просторі.

(6) Коли галактики стикаються і міжгалактичний газ також стикається в цьому комплексі. Газ, нагрітий до мільйонів градусів під час зіткнення, тут не видно безпосередньо, натомість телескоп Webb фіксує безладні сяйнисті деталі після зіткнення.

(7) Основне зображення є сукупністю окремих зображень, зроблених за допомогою інший інфрачервоні «кольори», демонструючи унікальні можливості телескопа Webb.