Телескопите Джеймс Уеб и Хъбъл обединиха сили, за да направят изключително подробна и детайлна снимка на многобройни галактики

На 4,3 милиарда светлинни години от Земята се намира MACS0416 – двойка сблъскващи се галактически купове. Тези два особено масивни и големи обекта се сливат, за да образуват още по-голям куп.

Миналата седмица НАСА и ЕКА публикуваха изображение, което улавя това сливане, комбинирайки инфрачервеното изображение от космическия телескоп „Джеймс Уеб“ и видимото изображение от „Хъбъл„. Полученото панхроматично изображение представлява един от най-пълните изгледи на Вселената в този малък ъгъл на космоса, получавани досега.

Използвайки данните от двата телескопа, изображението разкрива невероятно богатство от детайли. Това включва изобилие от галактики в клъстера, които могат да бъдат разпознати по техния размер, яркост и жълтеникаво-бял цвят. Но на изображението се виждат и много други обекти, дори далечни и много по-червени. Много от тях наблюдаваме само защото светлината им се отклонява и усилва от гравитацията на купа на преден план, което се обяснява с явлението гравитационна леща.

Свръхдълбок поглед към Вселената

Този клъстер е първият обект от поредица свръхдълбоки наблюдения на Вселената, получени в рамките на програмата Frontier Fields, стартирала през 2014 г. В рамките на този проект телескопът „Хъбъл“ проправи пътя за търсене на най-тъмните и най-младите галактики, наблюдавани някога.

С телескопа „Джеймс Уеб“ и неговото инфрачервено изследване този поглед към дълбините на Космоса стана още по-мощен и много по-детайлен. Комбинацията от тези два телескопа даде възможност да се навлезе още по-дълбоко в първичната Вселена.

Широкият диапазон от дължини на вълните, обхванати от инструментите на Хъбъл и Уеб – най-късите са кодирани в синьо, средните – в зелено, а най-дългите – в червено – създава особено ярък и цветен пейзаж от галактики. Тези цветове ни позволяват да определим разстоянието до източниците: най-сините са сравнително близо, докато най-червените по правило са най-отдалечени. Някои галактики са и червени, тъй като съдържат големи количества космически прах, който има склонност да поглъща синия цвят на звездната светлина.

Търсене (и откриване) на преходни обекти с помощта на Джеймс Уеб

Новите наблюдения с телескопа „Джеймс Уеб“ имаха конкретна цел: да се търсят обекти, чиято яркост се променя с течение на времето, т.нар. преходни обекти. За тази цел изследователският екип комбинира три периода на наблюдения с разлика от няколко седмици и четвърти период от изследователския екип на CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey). Те идентифицираха 14 преходни обекта:

• Дванадесет от тях се намират в три галактики, силно увеличени от гравитационната леща, и вероятно представляват единични звезди или многозвездни системи.
• Останалите два са разположени във фонови галактики при по-умерено увеличение и вероятно са свръхнови.

Сред тези обекти се откроява един. Той се намира в галактика, съществувала около 3 милиарда години след Големия взрив, и е увеличен от гравитационната леща най-малко 4 000 пъти. Екипът я нарекъл Mothra (чудовище) заради нейната „чудовищна природа“, която е едновременно изключително ярка и изключително увеличена.

Mothra се присъединява към друга звезда, която изследователите са идентифицирали по-рано и са нарекли Godzilla. И Годзила, и Мотра са гигантски чудовища, известни в японското кино като кайджу.

Светещото чудовище, увеличено от скритата леща

Учените са изненадани, че Mothra е била видима дори в наблюденията на Хъбъл, направени девет години по-рано. Това е особено необичайно, тъй като подобно увеличение на звездата изисква много точно съответствие между галактическия куп на преден план и звездата на заден. Взаимните движения на звездата и купа в крайна сметка трябва да са премахнали това подравняване.

Най-вероятното обяснение е, че в купа на преден план има допълнителен обект, който увеличава звездата. Смята се, че масата му е от 10 000 до 1 милион пъти по-голяма от масата на Слънцето. Точното естество на тази втора леща обаче засега остава неизвестно. Възможно е това да е кълбовиден куп, който е твърде слаб за пряко наблюдение от Уеб.

Откриването на такъв голям брой преходни явления за сравнително кратък период от време позволява на учените да предположат, че редовното наблюдение с „Уеб“ може да гарантира откриването на много повече преходни явления в този звезден куп и други като него.

Мнозина вярват, че с JWST ще можем да наблюдаваме по-отдалечените региони на Вселената от когато и да било преди. Той включва няколко камери и спектрометри, способни да записват инфрачервеното излъчване. Сред тях са спектрографът за близкия инфрачервен спектър (NIRSPEC), инструментът за средния инфрачервен спектър (MIRI) и камерата за близкия инфрачервен спектър (NIRCam).

Учените очакват да получат информация, която ще помогне да се определи как е изглеждала ранната Вселена, как са се формирали и еволюирали галактиките и как са се зараждали звездите в мъглявите газови и прахови маси.

Другата важна мисия на JWST се състои в това да изследва атмосферите на екзопланетите и да определи дали наблюдаваните планети притежават компонентите, необходими за възникването на живот.