25 decembrie este o zi de naștere destul de specială pentru mulți din întreaga lume, dar este și o mare afacere pentru fanii astronomiei – care vor sărbători a doua aniversare de la lansarea programului NASA. Telescopul spațial James Webb (JWST). De când a apărut online la jumătatea anului 2022, cel mai puternic telescop construit vreodată ne-a uimit mințile cu imaginile sale uimitoare și a îndepărtat multe dintre preconcepțiile noastre despre universul timpuriu.
De la galaxii inexplicabil de strălucitoare până la viața pe planete extraterestre și chiar și posibila dispariție a modelului nostru standard al universului, iată cele mai mari descoperiri ale JWST din 2023.
Observând șase galaxii „imposibile” în zorii timpului
La scurt timp după ce a intrat online, JWST imediat a descoperit șase galaxii enorme „spărgătoare de univers”.conținând ceea ce părea a fi aproape la fel de multe stele ca și Calea lacteedatând la doar 500 de milioane de ani după Big Bang.
Descoperirea a făcut furori în lumea astronomică, unii oameni de știință sugerând că a pus sub semnul întrebării viziunea noastră actuală asupra evoluției galaxiilor sau chiar înțelegerea universului.
Legate de: Telescopul James Webb descoperă o galaxie „dispărută” din zorii universului
Descoperirea ciudată a indicat un mister tot mai adânc în jurul modului în care galaxiile mari au înflorit pentru prima dată în universul nostru. După ce au efectuat simulări, alți astronomi au sugerat că galaxiile ar putea să nu conțină atât de multe stele pe cât păreau la început și că, în schimb, ar putea fi doar strălucind neobișnuit de strălucitor. Oricare ar fi răspunsul, observațiile ulterioare ale galaxiilor misterioase sunt în ordine înainte ca oamenii de știință să poată fi siguri.
Aruncarea îndoielii asupra modelului standard al cosmologiei
Pe lângă faptul că a aruncat semințe de potențiale noi crize în astronomie, telescopul a cimentat și una veche: tensiunea Hubble.
Mai simplu spus, universul se extinde, dar în funcție de unde privesc cosmologii, o face cu ritmuri diferite. În trecut, cele mai bune două experimente pentru a măsura rata de expansiune au fost Agenția Spațială EuropeanăSatelitul lui Planck (care a dat o rată de expansiune cel mai probabil de 67 de kilometri pe secundă pe megaparsec) și Telescopul spațial Hubblecare a studiat stelele pulsatoare numite Cefeide și a găsit o valoare mai mare de 73 km/s/Mpc.
Cosmologii au crezut că această tensiune s-ar putea datora incertitudinii cauzate de faptul că Hubble nu a făcut distincția între Cefeide și stelele de fundal, dar JWST a stins această speranță cu un rezultat de 74 km/s/Mpc.
De atunci, cosmologia s-a zdruncinat mai adânc într-o „criză” care ar putea dezvălui o nouă fizică sau chiar să spargă modelul standard. Ce ar putea rezolva? Mai multe măsurători de la JWST, desigur.
Legate de: După 2 ani, telescopul James Webb a rupt cosmologia. Se poate repara?
Găsirea celei mai vechi gauri negre din univers – de două ori
Nu erau doar galaxii antice inexplicabil de mari pe lista de descoperiri a JWST anul acesta, ci și găuri negre uimitoare. Primul, CEERS 1019, avea o masă de 10 milioane de ori mai mare decât a soarelui nostru și a fost găsit de JWST la doar 570 de milioane de ani după Big Bang – făcând-o cea mai veche gaură neagră observată vreodată la momentul descoperirii sale în aprilie 2023.
Spunem „la vremea respectivă” pentru că JWST nu s-a odihnit pe lauri. La începutul acestei luni, telescopul a descoperit un egal O gaură neagră masivă mai veche, la 440 de milioane de ani de la începutul universului.
Cum s-au umflat aceste rupturi spațio-timp gigantice la o scară atât de uluitoare atât de devreme este un mister continuu. Astrofizicienii explorează în prezent opțiuni care includ găurile negre formate din prăbușirea rapidă a norilor de gaz giganți, deși nu au exclus că unele ar fi putut fi însămânțate de ipotezatele găuri negre „primordiale”.care se crede că a fost creat cu câteva momente după – și în unele teorii chiar înainte – universul a început.
Observând zeci de obiecte necinstite care plutesc prin spațiu în perechi
Ochiul ultraputernic al telescopului a dezvăluit, de asemenea, scăpări de obiecte complet noi, inexplicabile. După ce a fost antrenat pe Nebuloasa Orion, JWST a găsit 42 de perechi de obiecte binare Jupiter-masăsau „JuMBOs” – planete de mărimea lui Jupiter care plutesc prin spațiu în perechi, unele la distanță una de cealaltă de 390 de ori distanța dintre Pământ și Soare.
JuMBO-urile sunt prea mici pentru a fi stele, dar deoarece există în mod surprinzător în perechi, este puțin probabil să fie planete necinstite ejectate din sistemele solare. Descoperirea lor a alertat astronomii asupra unui mecanism nou-nouț de formare pentru planete sau chiar pentru stele eșuate.
Spionând semne potențiale ale vieții extraterestre pe o lume îndepărtată apoasă
O altă caracteristică a JWST este capacitatea sa de a măsura un spectru de atmosfere ale exoplanetelor îndepărtate, un set de instrumente care i-a permis să identifice potențiale semne de viață în „pășile extraterestre” pe o lume de apă Goldilocks la 120 de ani lumină distanță.
Exoplaneta pe care a găsit-o, K2-18 b, este o planetă sub-Neptunică (care cântărește undeva între masa Pământului și Neptun) care orbitează în jurul zonei locuibile a unei stele pitice roșii. După ce a luat un spectru atmosferic, JWST l-a găsit bogat în hidrogen, metan și dioxid de carbon – toți markeri chimici ai unei lumi hycean bogate în hidrogen, care este un candidat principal pentru viata extraterestra.
Mai atrăgătoare a fost și detectarea sulfurei de dimetil (DMS), un compus cu miros de varză despre care se știe doar că este produs de algele microscopice în oceanele Pământului. Cercetătorii vor să arunce mai multe priviri la K2-18 b și lumi ca acesta pentru a găsi dovezi suplimentare pentru viața extraterestră dincolo de planeta noastră.
Găsirea celui mai vechi fir din „web-ul cosmic” văzut vreodată
Stelele și galaxiile nu sunt distribuite uniform în universul nostru. În schimb, sunt conectate printr-o rețea cosmică enormă – o rețea gigantică de autostrăzi cerești care se încrucișează, pavate cu hidrogen gazos și materie întunecată.
Luând contur în urma haotică a Big Bang-ului, cârlișele pânzei s-au format ca niște aglomerate din bulionul agitat al universului tânăr; unde s-au intersectat mai multe fire ale rețelei, s-au format în cele din urmă galaxii.
Perspectivele asupra structurii acestei rețele nu numai că ne oferă o privire asupra interacțiunilor haotice cu particule care au condus la existența unui univers în primul rând, așa că astronomii care foloseau JWST au rămas uimiți când au observat. cea mai veche componentă a acestei rețele văzută vreodată — un cârcel gazos format din 10 galaxii strâns împachetate, cu o lungime de peste 3 milioane de ani lumină.
Filamentul s-a format când universul avea doar 830 de milioane de ani și este parțial înfășurat în jurul unei găuri negre strălucitoare. Găsind mai multe, cercetătorii speră să găsească răspunsuri cu privire la modul în care s-au format primele galaxii.
Spărgând un „inel Einstein” ciudat de perfect, cel mai îndepărtat obiect cu lentile gravitaționale văzut vreodată
O altă adăugare la lista lungă de înregistrări ale distanțelor cosmice a JWST anul acesta a fost descoperirea celui mai îndepărtat obiect cu lentile gravitaționale văzut vreodată – un „inel Einstein” produs prin deformarea luminii dintr-o galaxie îndepărtată în jurul unei galaxii în prim-plan misterios de densă.
Cât de departe? O minte uluitoare la 21 de miliarde de ani lumină distanță, ceea ce, având în vedere vârsta de 13,8 miliarde de ani a universului, înseamnă că lumina din galaxie a călătorit aproape de două ori această distanță datorită expansiunii cosmosului.
Pe lângă realizarea unei imagini foarte frumoase, spectacolele de lumină cu lentile îndepărtate ca acesta ar putea ajuta astronomii să înțeleagă natura uluitoare a materie întunecată: substanța nevăzută despre care se crede că reprezintă 70% din materia universului.
Mărind o „previzualizare” sângeroasă a viitorului îndepărtat al soarelui
James Webb a dezvăluit în mare parte o perspectivă asupra modului în care a început totul, dar cum rămâne cu eventuala noastră dispariție? Nu vă temeți (sau poate că nu vă temeți), năucitori: JWST v-a acoperit anul acesta cu un spectacol de lumini spectaculos de la o stea pe moarte, o previzualizare a dispariției sistemului nostru solar.
Nebuloasa Inel în formă de gogoașă, cunoscută și sub numele de Messier 57 (M57), este un cadavru al unei stele explodate, aflat la 2.200 de ani lumină depărtare, adăpostind în centru o mică înțepătură de pitică albă care este ultima bucată rămasă din miezul stelei. .
Când a ajuns la sfârșitul vieții sale, steaua a explodat în afară, aruncându-și măruntaiele în lung și în lat pentru a forma ceea ce pare a fi un ochi gigantic. Explozia a șters sau ejectat probabil orice planetă nefericită în cale – o soartă care se va întâmpla în mod similar pe a noastră. sistem solar peste 5 miliarde de ani.