NASA + Физика

Световое загрязнение Европы и западной части России в 2015 году[25].

Кроме низкой плотности населения немалую лепту в слабую освещенность постсоветских земель внесла специфика социально-экономического развития этих государств после краха СССР. Это развитие можно условно разделить на два этапа. В первом уместнее говорить о деградации: произошло обвальное падение народохозяйственных показателей, в особенности материального производства. ВВП падал не столь сильно за счет развития сферы обслуживания, но и он долгое время снижался. В большинстве стран бывшего СССР спад продлился до 1995-96 годов, но в России ВВП падал до 1997 года, а на Украине подъем начался только с 2000 года[26].

Динамика искусственного освещения в Европе и западной части бывшего СССР в 1993-2003 годах[27].

К 2000 году практически все страны бывшего СССР начали восстановление экономической активности. Оно существенно отличалось по скорости и масштабам от государства к государству. Крупнейшая страна региона, Россия, ожила в 1998 году и в 2004 году ее ВВП превысил уровень 1992 года. Экономика страны росла до 2014 года, и ныне на 42% больше, чем в советское время.

Если Россия расплатилась за крах СССР потерянным десятилетием, то на Украине ситуация оказалась еще хуже. Хозяйственное оживление, начавшееся с 1999 года, так и не восстановило экономическую активность до советского уровня. ВВП советской Украины был на 37% выше, чем в 2016 году. По этой причине республика, бывшая в СССР второй экономикой Союза, на постсоветском пространстве уступила место Казахстану, заняв третье место среди постсоветских государств. Казахстан, начавший восстановление вместе с Россией, в 1998 году, показал пример быстрого роста на основе сырьевого экспорта. Благодаря массированному вывозу нефти и, в меньшей степени, меди и железа, размеры казахской экономики сейчас в 2,3 раза больше, чем в 1992 году. Еще быстрее вырос Азербайджан, у которого на нефть приходится более 80% экспортных поступлений: его ВВП в постоянных ценах ныне в 3,4 раза больше советского уровня. Сходные успехи были и у других постсоветских государств, обладавших большими нефтегазовыми месторождениями: узбекская экономика выросла в 3,5 раза, а туркменская даже в 3,6 раз. Впрочем, после восстановления довольно быстро росли и другие страны бывшего СССР. Например, Белоруссия с Грузией за 1992-2016 годы удвоили свой ВВП, эстонская экономика выросла в 2,2 раза, а армянская даже в 3,5 раз.

Но прогресс постсоветских экономик отличался невысокой энергоемкостью: в России за 1990-2008 годы она снизилась на 30%, а на Украине даже на 34%[28]. К сожалению, в этом случае падение объясняется не столько внедрением новых производственных технологий, сколько обвальным падением обрабатывающей промышленности, хозяйственная роль которой снизилась сравнительно с добычей сырья и сферой обслуживания. Это отчетливо видно на примере России, где ВВП опередил советский уровень еще в 2004 году, а вот индекс промышленного производства даже в 2010 году не превышал показателей 1970 года[29]. Несмотря на благополучную внешнеэкономическую конъюнктуру 2000-х, промышленность страны так и не восстановилась после краха СССР. Сокращению энергоемкости народного хозяйства способствовало и резкое сокращение посевных площадей, сопровождавшееся упадком большинства сельских поселений, урезавших энергопотребление и не подающих признаков цивилизованной жизни[30].

Впрочем, в России после обвала на четверть в 1990-е годы душевое потребление электроэнергии все же выросло: в 2007 году оно уже перевалило за советские рубежи, а к 2014 году превысило их на 8%. Этому не мог не способствовать быстрый рост экономики крупных городов и расширение числа электробытовых приборов в наших домах. Бытовое потребление электричества в России выросло на 32% в 1990-98 годах и еще на 14% к 2007 году. За 1990-2006 года домохозяйства нарастили долю в общем электропотреблении с 7,8 до 9,5%, хотя она и отставала от развитых стран: в Японии к 2006 году на бытовые нужды уходило 47,6% потребляемой электроэнергии, в США 42,6%, а в Европе 26,1%[31]. Увеличение роли домохозяйств в общем энергопотреблении продолжился и в дальнейшем. В Казахстане упадок энергопотребления был сильнее, чем в России (к 1998 году душевое использование электричества упало почти вдвое), а восстановление шло много медленнее, и лишь в 2014 году средний казах стал использовать больше электроэнергии, чем в 1992 году. Но это далеко не худшие результаты. Так, в Узбекистане советских времен на жителя приходилось на 29% больше электроэнергии, чем в 2014 году, на Украине на 26%, а в Белоруссии на 6%.

Зато Эстония за это время нарастила душевое потребление электричества на 36%. Падение электропотребления косвенно свидетельствует о кризисном состоянии обрабатывающей индустрии, тогда как его рост может говорить об успешном промышленном развитии. Эстония, нарастившая свое энергопотребление, отличается продвинутой структурой экспорта, в которое ведущее место занимает не вывоз нефти и металлов, а продажа телефонов и другой машиностроительной продукции[32].

Динамика искусственного освещения в западной части бывшего СССР 2012-16 годов. Голубым обозначены места растущего света, розовым – угасающего.

Карта светимости 2012-16 годов показывает неожиданные результаты. При взгляде на западную часть России удивляет то, что большая часть крупных и средних городов стала ярче. Видимо, кризис, начавшийся в 2014 году, еще не съел результаты предшествовавшего роста.

Хотя Москва осталась главным очагом искусственного освещения в европейской части России, другие города тоже стали много ярче. Это может указывать на некоторую децентрализацию экономической активности. Об этом свидетельствует и статистика. Например, доля Москвы в общероссийском обороте розничной торговли упала с 28,8% в 2001 году до 15,1% в 2016[33]. Угасание огней происходило главным образом в северных городах России, таких, как Архангельск и Мурманск, население которых мигрирует в теплые регионы.

Прибалтика с Белоруссией тоже выглядят довольно бодро. Ярче стали не только столичные города, такие как Рига и Минск, но и большая часть поселений средней величины: Клайпеда, Тарту, Полоцк, Даугавпилс и многие другие. А вот на Украине ситуация разительно отличается от относительного благополучия белорусско-прибалтийского разлива.

За 2012-16 годы намного ярче стал лишь Киев и несколько средних городов. В Одессе и Днепропетровске погасшие зоны по площади сопоставимы с территориями, увеличившими яркость. Хуже всего ситуация на востоке. Угасли огни не только Донецка и Луганска, но и Харькова, не затронутого боевыми действиями. Эти наблюдения сходятся с данными экономической статистики: если в Прибалтике за 2012-16 годы ВВП стабильно рос, а в Белоруссии снизился лишь на 3,8%, то на Украине экономика сжалась на 14%. Особенно сильный урон, как это видно по спутниковым снимкам, понесли города Донбасса. Бегство полутора миллионов жителей и боевые действия привели к глубокому упадку этой местности. Сложно сказать, продолжится ли падение в дальнейшем. Если политическая обстановка не выправится, то экономические перспективы страны выглядят призрачно. А значит, в будущем мы можем увидеть угасание и Киевской агломерации.

Динамика искусственного освещения в восточной части бывшего СССР 2012-16 годов. Голубым обозначены места растущего света, розовым – угасающего.

Обращаясь к восточной части постсоветского пространства, мы увидим рост яркости искусственного света практически во всех крупных и средних городах Сибири и Дальнего Востока. Несмотря на падение нефтяных цен и сокращение российского экспорта, регион пока еще чувствует себя относительно благополучно.

В третьей части мы рассмотрим регион самых ярких контрастов - Восточную и Южную Азии.

Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Сноски:

25. Здесь и далее карты светового загрязнения взяты с lightpollutionmap.info

26. “Новые независимые государства: сравнительные итоги социально-экономического развития”, табл. 1

27. World at Night, showing the change in illumination from 1993-2003

28. Институт устойчивого развития, “Энергоэффективность и устойчивое развитие”, с. 11, табл. 1.

29. С.В. Смирнов “Динамика промышленного производства и экономический цикл в СССР и России, 1861–2012”, рис. 8, с. 30

30. Подробнее об упадке сельской местности в России см. Т.Г. Нефёдова, “Сжатие и поляризация сельского пространства России”

31. Гальперова Е.В. “Энергопотребление населения и сферы услуг России на фоне мировых тенденций”

32. Подробные материалы о структуре экспорта всех государств мира можно найти в The observation of economic complexity

33. Вычислено по данным Госкомстата. Росстат, “Розничная торговля, услуги населению, туризм”

Конечно, начать хочется с фотографии Туманности Кольцо

На изображении мы видим Туманность Кольцо в ближнем инфракрасном диапазоне. По оценкам ученых Кольцо состоит из 20 000 отдельных плотных областей водорода, масса каждой из которых сопоставима с массой Земли. За периметром центрального кольца очень заметны прямые отрезки, идущие из центра. Их природа пока не до конца ясна ученым. Возможно, они вызваны наличием молекул, которые могли образоваться в тени наиболее плотных частей кольца, где они защищены от прямого интенсивного излучения горячей центральной звезды.

На фотографии в среднем инфракрасном диапазоне неожиданно для команды расположилась полоса излучения полициклических ароматических углеводородов, которые крайне важны в формировании звезд и планет.

Кстати, подписчик телеграм канала, где я регулярно публикую новости о телескопе Джеймса Уэбба, по открытым данным сам обработал исходные данные. Получилось весьма похоже на вариант от NASA, но немного тянет на 18+ категорию. Впрочем, посмотрите сами.

Скопление галактик Эль-Гордо

Джеймс Уэбб сфотографировал крупное скопление галактик Эль-Гордо, образовавшееся спустя 6,2 млрд лет после Большого Взрыва. Как это часто и бывает с подобными объектами, Эль Гордо выступает в качестве гравитационной линзы, усиливая свет более ранних и далеких галактик.

Одной из таких галактик является яркая красная дуга в правом верхнем углу, названная командой Рыболовным Крючком. Свету потребовалось 10.6 млрд лет, чтобы достичь Земли, а диаметр галактики составляет 26 000 световых лет.

Следующее, на что можно обратить внимание, — тонкая линия почти в центре изображения. Это также линзированная галактика, свет от которой шел к нам примерно 11 млрд лет.

Увы, но спектроскопия не подтвердила возраст одной из потенциально самых ранних галактик.

В рамках программы CEERS группа ученых наблюдала 3 кандидата в крайне удаленные галактики, два из которых все же удалось подтвердить. Это Галактика Мэйси со значением красного смещения z=11.44 и галактика c z=11.043, образовавшиеся спустя 390 и 410 млн лет после Большого Взрыва соответственно.

А вот что касается третьего объекта с первоначальной оценкой z=16,6, к сожалению, спектроскопия показала значение лишь z=4,9, что соответствует возрасту около 1,1 млрд лет после Большого Взрыва. Ученые связывают ошибку с особенностями излучения межзвездной среды.

Фотография самой далекой звезды, Эарендиль

Эарендиль — звезда, образовавшаяся всего спустя 1 млрд лет после Большого Взрыва, что делает ее самой далекой из обнаруженных. Она примерно в 2 раза горячее Солнца и в миллион раз ярче. Расстояние до нее составляет около 28 миллиардов световых лет.

Джеймс Уэббу удалось ее обнаружить только благодаря гравитационному линзированию скоплением галактик WHL0137-08. По оценкам ученых звезда была увеличена примерно в 4000 раз.

Кроме того, астрономы, опираясь исключительно на цвет, предполагают, что рядом с Эарендиль располагается красная и более холодная соседняя звезда.

1. Начнем, конечно, с главной фотографии месяца. Молекулярное Облако Ро Змееносца

Объект находится на расстоянии 390 световых лет. На снимке заметно около 50 звезд с массой приблизительно равной массе Солнца. Особый интерес вызывают огромные красные джеты, которые возникают в момент, когда молодые звезды впервые выбрасывают вещество в окружающее пространство. Темные области — место, где формирующиеся протозвезды окутаны плотными пылевыми облаками.

Интересная область была обнаружена снимке, названная подписчиками в нашем телеграм канале Рукой Бога.

2. В начале месяца ученые объявили об обнаружении самой дальней активной сверхмассивной черной дыры.

Галактика CEERS 1019, в которой расположена черная дыра, образовалась спустя всего 570 млн лет после Большого Взрыва. Ученых также удивил и размер объекта. Это самая маленькая черная дыра, обнаруженная в ранней Вселенной. Ее масса составляет всего 9 млн солнечных масс, что сильно меньше других таких объектов. Средний вес черной дыры обычно превышает 1 млрд масс Солнца.

3. Фотография формирующихся звезд, известных как Объект Хербига — Аро 46/47

Их можно найти в центре изображения на месте пересечения дифракционных лучей. HH 46/47 крайне молодой объект, ему всего несколько тысяч лет, что делает его отличной целью для изучения процесса формирования звездной системы. Яркие красные джеты — это результат поглощения газа и пыли, после чего звезда сбрасывает все вокруг себя. На форму вещества влияют как более поздние выборосы, так и окружающая туманность, видимая на изображении как голубая дымка. Регулируя массу, которую в конечном счете наберут сформированные звезды, выбросы играют крайне важную роль в звездообразовании. Через несколько миллионов лет джеты пропадут, а на их месте появятся двойные звезды на фоне галактики.

4. Джеймс Уэбб обнаружил следы водяного пара в протопланетном диске звезды.

Но на этот раз примечателен тот факт, что вода была найдена на расстоянии чуть более одной астрономической единицы, около 160 млн км от звезды. В этой зоне возможно уже формируются будущие землеподобные скалистые экзопланеты. Звезда PDS 70 находится в созвездии Центавра на расстоянии 370 световых лет. Вокруг нее расположены внутренний и внешний протопланетные диски, разделенные промежутком в 8 млрд км, внутри которого находятся 2 формирующиеся экзопланеты. Джеймс Уэбб обнаружил воду во внутреннем диске.

5. Галактика NGC 3256.

Последствие столкновения двух приблизительно одинаковых спиральных галактик, произошедшее около 500 млн лет назад. На снимке видны яркие области звездообразования в спиральных рукавах, образовавшиеся при взаимодействии газа и пыли двух галактик.

6. Ну и финальный релиз Июля. NGC 6822, Галактика Барнарда

На новом снимке Джеймс Уэбба запечатлена неправильная галактика NGC 6822, расположенная на расстоянии 1,5 млн световых лет. Изображение получено путем объединения результатов камер ближнего и среднего инфракрасных диапазонов, NIRCam и MIRI соответственно. MIRI особенно чувствителен к областям газа (желтые цвета на фотографии), а NIRCam — к плотному звездному полотну.
А вот как выглядят эти снимки отдельно. Снимок в ближнем инфракрасном диапазоне.

Мы видим наиболее яркие звезды в голубых цветах, а более тусклые в теплых оранжевых. Особенно заметна ярко-голубая область в нижней части изображения немного левее центра. Это шаровое звездное скопление.

Снимок в среднем инфракрасном диапазоне:

В среднем же ИК диапазоне газопылевые области заслоняют звезды, которые весьма тусклы на такой длине волны. Голубой цвет газа указывает на наличие органических соединений - полициклических ароматических углеводородов, которые играют важную роль в формировании звезд и планет. Далекие галактики, расположенные сильно за пределами NGC 6822, показаны оранжевым цветом. Несколько систем, которые находятся относительно ближе, отмечены зеленым цветом. А ярко-красные и пурпурные цвета указывают на активные области звездообразования в галактике. При таком количестве звезд взрывы сверхновых — обычное дело, доказательством этому является пример остатка сверхновой, красное кольцо чуть ниже центра.


Это были самые важные новости программы телескопа Джеймса Уэбба в июле 2023 года.
Я очень вас прошу написать в комментариях, интересен ли вам такой формат, и стоит ли продолжать писать регулярные ежемесячные дайджесты

1. Самая химически примитивная галактика

Галактики в скоплении SMACS 0723

Год для программы JWST начался с того, что было объявлено об обнаружении самой химически примитивной галактики, свет от которой шел 13,1 млрд лет. Благодаря спектрографу NIRSpec ученые получили данные о химическом составе. Галактики состоят из кислорода, водорода и неона. Также впервые было измерено содержание кислорода. В двух галактиках его количество составляет 20% от уровня Млечного Пути. Но в третьей зафиксировано лишь 2%, что возможно делает ее самой примитивной среди всех обнаруженных.

2. Экзопланета LHS 475 b

Кривая света во время транзита планеты по диску звезды

JWST понадобилось всего 2 транзита экзопланеты LHS 475 b по диску красного карлика, чтобы подтвердить ее наличие. Напомню, что транзитный метод — это один из популярных способов обнаружения экзопланет. Планета, проходя по диску звезды, затмевает часть света от своего Солнца. Это фиксируется приборами телескопов и может говорить о том, что у звезды есть экзопланета.

Размер LHS 475 b составляет 99% от диаметра Земли. Находится она в 41 световых лет от нас. Пока ученые не могу сделать вывод о наличии атмосферы. Но тем не менее уже ясно, что экзопланета на несколько сотен градусов горячее Земли. Поэтому если, например, будут обнаружены облака, то ученые придут к выводу, что скорее планета похожа на Венеру с ее углекислотной атмосферой.

3. Кольца у астероида Харикло

Кривая блеска звезды GAIA DR3 6873519665992128512 во время покрытия астероидом Харикло

Покрытие звезды астероидом Харикло

Примерно этим же способом Джеймс Уэббу удалось подтвердить наличие колец у астероида Харикло. Харикло — самый крупный астероид из группы кентавров, которые находятся между орбитами Юпитера и Нептуна. Его диаметр равен 250 километрам, а кольца вращаются на расстоянии 400 километров от центра. Ему удалось зафиксировать падение яркости звезды во время прохождения колец Харикло по диску звезды точно в соответствии с прогнозом. Как видно на инфографике покрытие произошло именно кольцами астероида. Сам Харикло прошел рядом со звездой. Помимо этого было обнаружено большое количество водяного льда в кольцах.

4. Случайное открытие астероида

Художественная иллюстрация открытого астероида

В феврале агенство рассказало о забавном случае. Во время калибровки приборов NASA случайно открыло новый объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Сперва ученые приняли данные за ошибку из-за неточного наведения, но в итоге был обнаружен новый астероид размером около 100-200 метров, что составляет размеры римского Колизея.

5. Силикатные облака в атмосфере экзопланеты

Спеткроскопия экзопланеты VHS 1256

Анализирую линии спектра ученые обнаружили силикатные облака в атмосфере экзопланеты VHS 1256, находящиеся на расстоянии 40 световых лет.

Помимо этого астрономы обнаружили воду, метан, угарный и углекислые газы. Это самое большое количество молекул, когда-либо идентифицированных одновременно на планете за пределами Солнечной системы.

Из-за низкой гравитации силикатные облака планеты VHS 1256 b расположены достаточно высоко над поверхностью, что легко позволяет Уэббу изучить их. К тому же экзопланета вращается вокруг пары звезд на расстоянии примерно в 4 раза дальше, чем от Плутона до Солнца. Благодаря этому ученые смогли наблюдать ее напрямую без использования транзитного метода или коронографа.

6. Trappist-1b

Trappist-1 b на основе полученных данных.

Особенное внимание общественности привлекает система TRAPPIST-1. Не удвивительно, ведь целых три экзопланеты находятся в обитаемой зоне. Это значит, что условия на них могут быть достаточно близкие к земным условиям, которые могут обеспечивать существование воды в жидком виде. Но сейчас поговорим о ближайшей к звезде планете TRAPPIST-1b, которая НЕ находится в зоне обитания. Вращается планета на расстоянии 0.011 а.е (1 650 000 км). Каменистый TRAPPIST-1b немного больше Земли, но имеет примерно такую же плотность.
Измерения показали, что экзопланета нагревается до 227 °C и не имеет своей атмосферы. Как же ученые это поняли?

Первоначально они смоделировали свойства экзопланеты с наличием атмосферы и без нее, основываясь на характеристиках всей системы, включая температуру звезды и различные орбитальные свойства тел. Выяснилось, что если бы у экзопланеты была атмосфера, распределяющая тепло, ее температура должна была быть намного ниже полученной. Результаты также говорят и о том, что экзопланета находится в приливном захвате звезды и всегда повернута к ней одной стороной, как Луна повернута к Земле, а также о крайне темной поверхности и об отсутствии перераспределения тепла с дневной стороны на ночную. Измерения проводились с помощью описанного выше транзитного метода.

7. Новые крайне удаленные галактики

Новые галактики в области Abel 2744

Уже привычное дело для JWST, поиск крайне старых и удаленных галактик. Анализируя полученные данные, ученые обнаружили еще 7 новых галактик в области Abel 2744 со средним значением красного смещения z=10, что говорит о том, что галактики образовались всего спустя 450 млн лет после большого взрыва. Подобные открытия уже перестали удивлять, можно зайти на страницу Википедии о самых удаленных галактиках и понять, какую революцию в этом направлении совершает телескоп.

8. Протокластер из 7 галактик

Протокластер галактик

Впервые был обнаружен и целый протокластер галактик, образовавшийся всего спустя 650 млн после Большого Взрыва. Благодаря спектрографу NIRSpec ученым удалось измерить скорости всех семи галактик и подтвердить, что они связаны вместе в одном протокластере. По оценкам галактики движутся со скоростью около 1000 км/c. Скопления галактик — чрезвычайно тяжелые структуры Вселенной, которые могут искажать пространство-время, тем самым вызывая эффект гравитационного линзирования, чем, как мы знаем, активно пользуется телескоп JWST для еще более глубокого взгляда в раннюю Вселенную.

9. Водяной пар каменной экзопланеты GJ 486b и ее возможная атмосфера

Спектроскопия экзопланеты GJ 486 b

Один из важных открытых вопросов в астрономии заключается в том, сможет ли каменистая экзопланета красного карлика сохранить атмосферу, находясь в суровых условиях. Чтобы на поверхности такой экзопланеты существовала вода в жидком виде, она должна вращаться достаточно близко к звезде.

Джеймс Уэббу удалось идентифицировать следы водяного пара у экзопланеты GJ 486 b. Если в дальнейшем подтвердится, что они относятся не к звезде, а именно к планете, то можно уверенно говорить о впервые обнаруженной атмосфере каменистой экзопланеты. GJ 486 b с температурой поверхности около 430°C расположена слишком близко к своей звезде и не находится в обитаемой зоне. Водяной пар ранее уже был замечен на газообразных экзопланетах, но до сих пор не было обнаружено атмосферы вокруг каменистой. Несмотря на полученные результаты, команда акцентирует внимание, что обнаруженный водяной пар может находиться на самой звезде, а именно, в области холодных звездных пятен.

10. Тепловая карта Мининептуна GJ 1214b

Тепловая карта экзопланеты GJ 1214 b

Позже JWST провел наблюдения экзопланеты класса Мининептунов, находящейся на расстоянии 40 световых лет. Ее радиус в 2,7 раз больше земного, а масса — приблизительно в 7 раз. Ученым удалось зафиксировать наличие облаков в атмосфере. Хотя температура поверхности слишком высока, чтобы на ней могли существовать океаны с жидкой водой, водяной пар может быть основной составляющей ее атмосферы.

Для этого исследования инженеры впервые прибегли к новому способу наблюдения. Как мы уже знаем, обычно ученые, используя JWST, наблюдают за экзопланетой во время ее транзита по диску "Солнца", то есть фиксируют свет звезды, проходящий через атмосферу планеты. В этот же раз JWST наблюдал практически весь путь планеты по орбите. Используя MIRI, инструмент среднего инфракрасного диапазона, ученые создали тепловую карту планеты по мере ее движения по орбите. Благодаря этому они смогли увидеть, как GJ 1214 b распределяет тепло от дневной стороны к ночной. Температура на планете снизилась с 279°C до 165°C. Такая большая разница возможна только в атмосфере, состоящей из тяжелых молекул, таких как вода или метан.

На видео выше тепловая карта, показывающая температуру в зависимости от положения экзопланеты.

11. Бензол в протопланетном диске

Спектр звезды J160532

Группа ученых, наблюдая за звездой J160532 на расстоянии 500 световых лет, обнаружила бензол и множество углеродосодержащих молекул, таких как ацетилен и диацетилен. Также специалистов удивило малое количество воды и углекислого газа. Эти наблюдения помогут астрономам лучше понять природу появления каменистых планет. Ученые считают, что обнаруженные молекулы выделяются в протопланетном диске после разрушения богатых углеродом пылевых зерен активной молодой звезды. Оставшиеся зерна содержат силикаты с относительно небольшим содержанием углерода. Позже зерна с малым количеством углерода соединяются между собой, и в конечном счете превращаются в каменистые планеты, такие как Земля.

12. Водяной пар в комете главного пояса астероидов

Спектр комет 238P/Read и 103P/Hartley 2

Очередное уже вполне рутинное обнаружение воды. Но на этот раз в нашей Солнечной Системе, а именно в комете главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Но! Отсутствие углекислого газа стало еще большим сюрпризом. Обычно CO2 составляет около 10% летучих веществ в комете, которые испаряются под воздействием солнечного тепла. Исследователи предполагают возможное объяснение отсутствия углекислого газа. По их мнению комета 38P/Read содержала CO2 в момент своего формирования, но потеряла его из-за высокой температуры. Альтернативное мнение — комета могла сформироваться в весьма теплом районе Солнечной системы, где просто не было углекислого газа.

На графике мы видим спектр кометы 38P/Read, наблюдаемой JWST и спектр кометы 103P/Hartley 2, исследованиями которой занимался в 2010 аппарат NASA’s Deep Impact. Объекты относятся к разным типам комет. В обоих случаях мы видим пик в области, связанной с водой. Однако 38P/Read не показывает характерного пика, указывающего на присутствие углекислого газа.

13. Огромный водяной шлейф Энцелада

Энцелад и его водяной шлейф

Многие СМИ не оставили без внимания обнаружение гигантского водяного шлейфа у спутника Сатурна Энцелада. И это абсолютно не преувеличение!

По оценкам ученых длина шлейфа составляет около 9600 километров. Предыдущие наблюдения фиксировали лишь несколько сотен. Помимо размеров ученых также удивила и скорость выброса, около 300 литров в секунду. С такой скоростью понадобится лишь несколько часов, чтобы заполнить олимпийский бассейн. На Земле эта процедура занимает порядка двух недель. Также команда выяснила, что лишь 30% вещества остается в системе Энцелада, остальные 70% улетучиваются и снабжают водой Сатурн и его систему колец.

Энцелад — интереснейший спутник Сатурна, ведь его подповерхностный океан соленой воды, пожалуй, одно из самых благоприятных мест для жизни в Солнечной системе. Разумеется, за пределами Земли.

14. Тепловая карта горячего газового гиганта WASP-18b

Спектр экзопланеты WASP-18b

За год работы телескоп показал, что умеет отлично составлять тепловые карты далеких тел. Подобно нашей системе Земля-Луна экзопланета WASP-18b находится в приливном захвате со своей звездой. Это означает, что одна сторона планеты всегда повернута к "Солнцу". Масса гиганта, который находится в 400 световых лет от нас, в 10 раз больше массы Юпитера, правда свой оборот вокруг звезды WASP-18b совершает всего за 23 часа.

По оценкам ученых температура атмосферы экзопланеты колеблется от 1500 °C до 2700 °C. Данные получены благодаря наблюдению планеты во время ее транзита по диску звезды, а также во время затмения экзопланеты. Сперва спектрограф NIRISS измерил совместный свет от звезды и планеты, а затем — только от звезды, когда экзопланета двигалась позади. В результате получилась кривая блеска — изменение яркости звезды при движении экзопланеты впереди или позади нее.
Ну и конечно обнаружили следы водяного пара:)

15. Самая удаленная органика во Вселенной

Галактика SPT0418-47

Продолжая ставить рекорды, Джеймс Уэбб обнаружил самые удаленные органические молекулы во Вселенной. Речь идет об элементах в галактике SPT0418-47, расположенной в более 12 млрд световых лет от Земли. Существовала галактика тогда, когда возраст Вселенной был равен всего 1,5 млрд лет. Полициклические ароматические углеводороды были обнаружены с помощью гравитационного линзирования. На фотографии мы видим SPT0418-47 в виде оранжевой дуги, а галактика, выступающая в качестве линзы, находится в центре изображения.

Благодаря тому, что оба объекта расположены почти в одной точке для наблюдателя, формируется кольцевидная форма. Свет от фоновой галактики растягивается и увеличивается галактикой переднего плана. Это явление называется кольцом Эйнштейна.

16. Вопрос прозрачности вселенной

Процесс опрозрачивания Вселенной

Очень интересное субъективно на мой взгляд открытие. Как известно, раньше Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной. Но со временем, а именно спустя 1млрд лет, она стала прозрачной. Новые данные JWST позволили установить причину этого.

Исследователи направили JWST в область квазара J0100+2802, чрезвычайно активной сверхмассивной черной дыры. Это место было выбрано естественно не случайно. Галактики рядом существовали незадолго до окончания эпохи Реионизации, когда Вселенная была одновременно и прозрачная, и нет. То есть, когда газ был в различных состояниях. Оказалось, что звезды излучали достаточное количество света, чтобы нагреть и ионизировать газ вокруг них, образуя прозрачные области, словно пузыри с радиусом около 2 млн световых лет. В течение следующих 100 млн лет "пузыри" становились больше и больше, и в конечном счете слились друг с другом, что привело к тому, что вся наблюдаемая Вселенная стала прозрачной.

17. Trappist-1c

Кривая света во время вторичного затмения звезды Trappist-1c

Продолжая исследовать экзопланеты системы Trappist-1c, JWST направил зеркала на следующую цель. Она также как и ближайшая экзопланета Trappist-1b НЕ находится в обитаемой зоне. Оно и понятно, ведь JWST даже не обнаружил и следов атмосферы на ней.

Международная группа исследователей провела расчеты, определяющие количество тепловой энергии, излучаемой второй планетой системы Trappist-1. Результаты показывают, что даже если атмосфера существует, она чрезвычайно тонкая.

Trappist-1c — каменистая экзопланета, вращающаяся вокруг звезды на расстоянии 0.016 а.е (2 400 000 км), совершая оборот всего за 2,42 земных дня. Средняя дневная температура составляет около 110°C.

Технически исследования Trappist-1c проходили так же, как и анализ ее ближайшего соседа. В очередной раз ученые отметили безупречную чувствительность телескопа. Снижение яркости, обнаруженное Уэббом во время вторичного затмения, составило всего 0,04 процента. Представьте себе, что вы на большом расстоянии смотрите на дисплей с 10 000 маленьких лампочек и обнаруживаете, что всего лишь четыре из них погасли.

Спектр экзопланеты Trappist-1c

На графике мы наблюдаем три линии, которые представляют результаты моделирования яркости Trappist-1c в зависимости от длины волны при определенных условиях. Исследования экзопланеты проводились в среднем инфракрасном диапазоне с длиной волны 15 микрон. Красный ромб — это полученное JWST значение яркости. Синяя линия представляет моделирование яркости в случае очень тонкой атмосферы из углекислого газа без облаков. Зеленая линия отражает полное отсутствие атмосферы, а желтая линия — плотную атмосферу, подобную венерианской, состоящую из углекислого газа с облаками из серной кислоты.

Как видно на графике, на длине волны 15 микрон измерения соответствуют моделированию либо при очень тонкой атмосфере, либо при ее отсутствии.

18. Обнаружение важного катиона метила (CH3+)

Область вокруг звездной системы d203-506

Ну и последним релизом на сегодня стала идентификация весьма важной молекулы в протопланетном диске. Речь идет о впервые обнаруженном в космосе катионе метила (CH3+). Молекула важна тем, что способствует образованию более сложных органических соединений. CH3+ был обнаружен в находящейся на расстоянии 1350 световых лет молодой звездной системе с протопланетным диском d203-506. На фотографии справа снизу мы видим именно ее. Изображение получено путем комбинирования данных инструментов MIRI и NIRCam. Несмотря на то, что звезда в d203-506 является красным карликом, система все равно подвергается сильному ультрафиолетовому излучению, идущему от ближайших массивных звезд. Обычно УФ разрушает сложные органические соединения, поэтому с первого взгляда открытие может показаться весьма неожиданным. Однако по прогнозам ученых УФ излучение может как раз-таки способствовать образованию CH3+, являясь источником энергии для этого.

На этом пока все, до следующего поста и до следующих открытий!
Спасибо.

Ах да, обещанный бонус!

19. Обычное глубокое поле Уэбба. Но какое!

Скопление галактик RX J2129

При помощи гравитационного линзирования, Джеймс Уэбб способен наблюдать одну и ту же галактику, где находится сверхновая, в трех разных областях и с разным возрастом. Один и тот же объект. Одновременно(!) в трех(!!) местах с разным(!!!) возрастом.

Скопление RX J2129, находящееся на расстоянии около 3,2 млрд световых лет, выступает в качестве гравитационной линзы. Масса в скоплении RX J2129 распределена неравномерно, что приводит к тому, что лучи света, выходящие из сверхновой, изгибаются линзой по-разному, проходя различное расстояние, прежде чем достигнуть наблюдателя. Это дает возможность увидеть галактику в разные периоды ее жизни.

Наиболее длительный путь света дает самое старое изображение галактики (на фотографии посередине), на котором мы все еще можем заметить сверхновую. На изображении снизу мы видим объект спустя 320 дней. Вверху — примерно через 1000 дней. Однако, на последних двух изображениях сверхновой уже не наблюдается.

На этом точно все, увидимся!