Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

JWST выхватывает одну звезду из галактики, возрастом 12,5 млрд лет

JWST выхватывает одну звезду из галактики, возрастом 12,5 млрд лет
После долгих лет подготовки и ожиданий 25 декабря 2021 года космический телескоп Джеймса Уэбба наконец-то был запущен на орбиту. С тех пор потрясающие снимки и данные, полученные с его помощью, доказывают, что это был лучший рождественский подарок.


После первого года работы JWST выполнил одну из своих основных задач: наблюдение за первыми звездами и галактиками, населяющими Вселенную. Обсерватория нового поколения достигла этой цели, установив новые рекорды расстояний и открыв галактики, существовавшие менее чем через 1 млрд. лет после Большого взрыва.

Эти исследования необходимы для составления схемы эволюции космоса и решения проблем, связанных с космологическими моделями, такими как постоянная Хаббла, загадки темной материи и темной энергии. Но ситуация вышла на новый уровень удивительности! В недавнем исследовании международная группа ученых выделила в одной из галактик хорошо увеличенную звезду-кандидата, которая выглядит так, как она выглядела почти 12,5 млрд. лет назад. Обнаружение звезды, существовавшей, когда возраст Вселенной составлял всего около 1,2 млрд. лет, демонстрирует возможности JWST и дает представление о том, что нас ждет в будущем.

Исследование проводилось под руководством Лукаса Фуртака (Lukas J. Furtak), постдокторанта кафедры экспериментальной астрофизики Университета имени Бен-Гуриона в Негеве. В состав возглавляемой им международной группы вошли астрономы и астрофизики из Центра космического рассвета (DAWN), Научного института космического телескопа (STScI), Ассоциации университетов по исследованиям в области астрономии (AURA), Национальный исследовательский совет Испании (CSIS), Центр внегалактической астрономии, Физический институт Рака, Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики (CfA), Лаборатория обсервационной космологии Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и другие.

Наблюдения Хаббла и JWST за некоторыми из самых ранних галактик во Вселенной позволили получить богатую информацию, которая опровергла и подтвердила существующие модели космологической эволюции. К сожалению, как отмечают авторы исследования, непосредственное наблюдение отдельных звезд на таких расстояниях невозможно, поскольку они слишком тусклы по сравнению с окружающими их галактиками. Но ученые продемонстрировали, что звезды можно наблюдать с помощью гравитационного линзирования - метода, при котором массивный объект на переднем плане усиливает свет от более удаленного объекта.

Этот эффект, предсказанный общей теорией относительности Эйнштейна, возникает, когда гравитационная сила массивных объектов изменяет кривизну пространства вокруг них. В последние годы этот метод позволил астрономам идентифицировать несколько десятков звезд в полях сильных линзирующих звездных скоплений, а JWST уже обнаружил несколько. Для своего исследования команда использовала изображения, полученные камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), которая запечатлела галактическое скопление MACS0647 в течение первого года работы в рамках программы 1433 цикла 1 General Observers (GO).

Как сообщил Фуртак, это большое достижение, поскольку исследования линзированных звезд традиционно сосредоточены на высокоскоростных галактиках:

"Изучение отдельных линзированных звезд на космологических расстояниях - это относительно новая область, интерес к которой возрос в последние годы благодаря феноменальным возможностям космических телескопов Хаббл и Джеймс Уэбб. Обычно отдельные звезды можно наблюдать только в нашей Галактике и ее ближайших соседях, в то время как на больших космологических расстояниях мы видим только целые галактики.

Но эффект гравитационного линзирования, когда массивные объекты отклоняют свет от фоновых источников и увеличивают его, может изменить ситуацию, если одиночная звезда в линзированной фоновой галактике случайно пересечет так называемую критическую линию, которая представляет собой область, где гравитационное увеличение достигает экстремальных значений. При правильном выравнивании это позволяет наблюдать одиночные звезды в далеких галактиках.

Гравитация этого массивного скопления создает мощную линзу, которая уже была использована для идентификации галактики JD с тройной линзой, имеющей красное смещение z=11. Это соответствует видимому расстоянию 13,4 млрд. световых лет назад, то есть сегодня она выглядит так же, как и тогда, когда возраст Вселенной составлял менее 500 млн. лет. Используя эту же линзирующую галактику, специалисты получили спектры отдельной звезды с z=4,76 (MACS0647-star-1), находящейся на видимом расстоянии около 12,35 млрд. лет назад, и проанализировали их, чтобы определить свойства звезды.

Впервые звезда была обнаружена в 2022 году по данным NIRCam, установленного на Уэббе, о чем сообщалось в статье доктора Ашиша Мина из Университета Бен-Гуриона.


[MACS0647- star-1] была идентифицирована как таковая на основании положения в сильно линзированной и искаженной фоновой галактике очень близко или даже на вершине критической линии, т.е. в области, где увеличение гравитационного линзирования достигает экстремальных значений. В этом же исследовании была обнаружена и более слабая вторая звезда - MACS0647-star-2. На основе фотометрии в нескольких широкополосных фильтрах звезда MACS0647-star-1 была идентифицирована как звезда-кандидат в сверхгиганты B-типа с температурой поверхности около 10 000 К.

Несколько месяцев спустя Фуртак и его команда получили спектры MACS0647-star-1 с помощью спектрометра ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) телескопа Уэбба в рамках более масштабной кампании по наблюдению всего линзирующего скопления. Спектры позволили точно измерить красное смещение звезды MACSO647-star-1, на основании чего были получены оценки расстояний, которые показали, что звезда существовала, когда возраст Вселенной составлял всего 1,2 млрд. лет.

Фуртак соббщил: "Если фотометрические измерения, полученные при съемке, соответствовали одной звезде-сверхгиганту B-типа, то с учетом спектра, который видим сейчас, мы должны наблюдать либо две звезды - одну B-типа и одну более холодную F-типа, либо горячую звезду B-типа, свет которой покраснел из-за пыли где-то на линии визирования. Последнее объяснение представляется более вероятным. Тем не менее, при нынешнем спектре мы не можем полностью исключить возможность того, что это не одиночная звезда, а целое звездное скопление".


Чтобы получить более полное представление о том, что показал Уэбб, необходимы последующие наблюдения линзирующей галактики MACS0647. В частности, необходимо получить гораздо более глубокие спектры и более высокое спектральное разрешение для более четкого измерения линий поглощения. Тем не менее, эти результаты, скоро станут обычным явлением, поскольку Уэбб продолжает изучать звезды и галактики, существовавшие в ранней Вселенной. К настоящему времени Хаббл наблюдал несколько линзированных звезд на космологических расстояниях: первая (Икар) была обнаружена Хабблом в 2018 году, а последняя (Эарендель) - в 2022 году.


Основываясь на том, что было обнаружено Уэббом всего за первый год наблюдений, ожидается, что JWST будет находить линзированные звезды с частотой одна на каждое наблюдаемое скопление галактик. Уже обнаружено несколько линзированных звезд, в том числе MACS0647-star-1, которая стала второй по дальности наблюдения на сегодняшний день. Это дает дразнящее представление о том, что нас ждет впереди.

Исследование определенно показывает, что JWST обладает инструментальными возможностями не только для обнаружения линзированных звезд в ходе кампаний по визуализации, но и для получения их спектров с помощью NIRSpec. Это второй в истории спектр линзированной звезды, полученный с помощью JWST, и первый космический. Например, недавно был также получен спектр самой далекой звезды Эарендель, который будет опубликован в ближайшее время. В будущих наблюдательных кампаниях ученые смогут систематически отслеживать обнаруженные NIRCam линзированные звезды, если они являются постоянными источниками, с помощью спектроскопии NIRSpec для получения данных об их свойствах.

Кроме того, данное исследование основано на относительно коротком времени экспозиции JWST (около 2 часов), в то время как Уэбб вполне способен достичь гораздо более высокого отношения сигнал/шум за счет более длительного времени экспозиции, то есть будущие наблюдения NIRSpec вполне могут позволить обнаружить особенности поглощения в линзированных звездах, по крайней мере, в самых ярких из них. Заметим, что это также стало убедительным научным аргументом для будущих телескопов 30-метрового класса, таких как ESO ELT, которые смогут достичь таких же чувствительности и разрешения, как и телескоп Джеймса Уэбба, хотя и на несколько меньших длинах волн.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
14
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
0
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
9
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
13
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
14
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
18
На далекой планете обнаружены намеки на жизнь

На далекой планете обнаружены намеки на жизнь

Данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) показали, что у экзопланеты вокруг звезды в созвездии Льва есть химические маркеры, которые на Земле связаны с живыми организмами. Но это смутные указания. Так насколько же вероятно, что на этой экзопланете обитает инопланетная жизнь?

Экзопланеты — это миры, вращающиеся вокруг других звезд. Планета, о которой идет речь, называется K2-18b. Она названа так потому, что это была первой открытой планетой, вращающейся вокруг красного карлика К2-18. Существует также K2-18c — вторая открытая планета. Сама звезда тусклее и холоднее Солнца, то есть для того, чтобы получить тот же уровень света, что и мы на Земле, планета должна быть намн...
17.09.23 11:48
0
5
Хищна черная дыра поедает звезду огромными кусками

Хищна черная дыра поедает звезду огромными кусками

Расположенная в соседней галактике солнцеподобная звезда постепенно съедается небольшой, но прожорливой черной дырой, теряя при каждом сближении с ней массу, эквивалентную трем Землям.

Открытие, сделанное астрономами Лестерского университета, опубликовано в журнале Nature Astronomy и представляет собой "недостающее звено" в наших знаниях о черных дырах, разрушающих орбитальные звезды. Оно позволяет предположить, что существует целый зверинец звезд, находящихся в процессе поглощения и до сих пор не обнаруженных. Астрономы обратили внимание на звезду благодаря яркой рентгеновской...
08.09.23 07:09
0
1
Индийские астрономы открыли новую кольцевую галактику

Индийские астрономы открыли новую кольцевую галактику

Совершенно случайно во время анализа данных обзора Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) астрономы из Университета Христа в Бангалоре (Индия) обнаружили новую кольцевую галактику, получившую обозначение DES J024008.08-551047.5. Она может принадлежать к редкому классу галактик с полярным кольцом.

Галактики с полярным кольцом (PRG) представляют собой системы, состоящие из S0-подобной галактики и полярного кольца, которые остаются раздельными в течение миллиардов лет. Обычно внешние полярные кольца, состоящие из газа и звезд, выстроены примерно перпендикулярно главной оси центральной галактики. На сегодняшний день открыто более 400 кандидатов в PRG, и только десятки из них были подтверждены...
05.09.23 16:01
0