NASA опубликовало полученный космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST) снимок галактики, известной под номерами M74 и NGC 628, а также под неофициальным названием «Фантом». Впервые аппарат запечатлел её в 2022 году.

Галактика NGC 628 — снимок на MIRI и NIRCam. Источник изображений: esawebb.org

Старое изображение было получено при помощи прибора MIRI (Mid-InfraRed Instrument) среднего инфракрасного диапазона на телескопе «Джеймс Уэбб»; в новом данные MIRI были объединены с данными прибора Near-InfraRed Camera (NIRCam), работающего в ближнем инфракрасном диапазоне. Это помогло учёным проекта Feedback in Emerging extrAgalactic Star clusTers (FEAST) изучить расположенные в этой области звёздные ясли.

Галактика NGC 628 — снимок на NIRCam

Звёздные ясли — области в космосе, заполненные газами и молекулярными облаками. Здесь рождаются звёзды и планеты, поэтому чаще их называют областями звездообразования. Основная задача проекта FEAST — изучать образование и взаимодействие звёзд за пределами нашей галактики. Подсчитывая объёмы энергии, которую звезды выбрасывают в окружающую среду, учёные могут лучше понять механизмы их появления.

Объединив данные MIRI и NIRCam, учёные получили основания сделать вывод, что спиральные рукава галактики M74 — наиболее активные области звездообразования в ней. Снимок NIRCam помог увидеть линии излучения водорода, которые не так сильно подвержены влиянию пыли, и которые показывают, где формируются новые массивные звёзды.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) сделал прямой снимок экзопланеты, которая в шесть раз крупнее Юпитера — это самая старая и холодная планета за пределами Солнечной системы, которую удалось наблюдать напрямую, и она оказалась не там, где ожидали астрономы.

Источник изображения: webbtelescope.org

Обычно планеты вне Солнечной системы открывают, изучая их воздействие на свет своей звезды, но иногда удаётся делать их снимки напрямую. Это непросто — она должна быть достаточно крупной и вращаться на орбите достаточно далеко от своей звезды, чтобы её свет не был заглушён светом от планеты. Ранее удавалось запечатлеть напрямую только массивные объекты относительно скоро после их образования, когда тепло, выделяемое при коллапсе вещества в планету, заставляет его светиться в инфракрасном диапазоне. Но высокая чувствительность «Джеймса Уэбба» позволила преодолеть эти рамки: на новом снимке оказалась экзопланета примерно такая же старая, как и те, что находятся в Солнечной системе.

Речь идёт об объекте в системе звезды Эпсилон Индейца (Epsilon Indi A). Звезда находится на расстоянии 11,73 светового года от Земли, что по космическим меркам чрезвычайно близко, и по размеру и возрасту она похожа на Солнце. Согласно прежним расчётам учёных, в системе звезды должна была располагаться влияющая на её положение большая экзопланета. И её там действительно обнаружили, но она оказалась совершенно не такой, как предполагали учёные.

«Она примерно в два раза массивнее, немного дальше от своей звезды и имеет другую орбиту, отличную от ожидаемой», — сообщила Элизабет Мэтьюз (Elisabeth Matthews) из Института астрономии Общества Макса Планка (Германия), одна из авторов исследования.

Источник изображения: mpia.de

На данный момент объяснить это расхождение не удалось. Вероятность того, что это случайно попавший в поле зрения телескопа объект, чрезвычайно мала. А повторный анализ данных о движении звезды Эпсилон Индейца показал, что в системе, скорее всего, лишь одна крупная экзопланета — могут быть и другие, но они намного меньше. Поэтому ей дали название Эпсилон Индейца Ab — такое имя носила гипотетическая планета, прежде чем было сделано открытие.

Настоящая Эпсилон Индейца Ab — крупная планета, масса которой, по оценкам, в шесть раз превышает массу Юпитера. Она вращается на том же расстоянии от своей звезды, что и наш Нептун — от Солнца. Планета достаточно яркая в инфракрасном диапазоне, что соответствует температуре примерно 275 К (1,85 °C), а это значит, что речь идёт о самой холодной экзопланете, которую удалось снять напрямую.

Интересно, что объект не удалось обнаружить в одной из областей спектра — в длинах волн от 3,5 до 5 мкм, — признак того, что на ней высокие уровни элементов тяжелее гелия и большое соотношение углерода к кислороду. Разрыв в спектре может повлиять на оценку возраста объекта, поэтому придётся провести дополнительные наблюдения, чтобы его объяснить. Учёные отмечают, что инструменты «Джеймса Уэбба» для прямого наблюдения экзопланет доказали свою эффективность, теперь важно получить снимки других подобных холодных объектов, и следует быть осторожным, экстраполируя что-то на основе наблюдений лишь одного объекта.

Астрофотограф Род Празерес (Rod Prazeres) представил результаты своего проекта — снимок туманности IC 2944, известной также как Бегущий цыплёнок, поскольку своим видом она напоминает бегущую с расправленными крыльями птицу. Работа над проектом заняла 42 часа.

Туманность Бегущий цыплёнок (IC 2944). Источник изображений: astrobin.com

«Изобразить туманность Бегущий цыплёнок в таком небольшом масштабе было довольно непростой задачей. Этот активный звёздный питомник, не просто зрелище, но и место сложных космических явлений, легко узнать по уникальной „птичьей“ форме, которая захватила воображение астрономов и любителей наблюдать за звёздами», — рассказал Род Празерес.

Звёздное скопление NGC 3766

Туманность расположена примерно в 6500 световых годах от Земли и наблюдается только в Южном полушарии в созвездии Центавр. В этом области содержится множество звёзд, которые производят интенсивное излучение, заставляющее водород светиться оттенками красного. Туманность Бегущий цыплёнок состоит из нескольких областей.

Окрестности λ Центавра

«Мой любимый участок туманности находится чуть ниже [звезды или звёздной системы] λ Центавра, где туманное образование представляет собой завораживающее сочетание цветов и форм. Эта область, богатая ионизированными газами и рассеянным звёздным светом, имеет захватывающий вид, который подчёркивает присущую космосу художественную красоту», — отметил астрофотограф.

Область IC 2948. Тёмные участки — глобулы Теккерея

Самая яркая область туманности носит название IC 2948. Она содержит непрозрачные газопылевые облака, известные как глобулы Бока — этот конкретный их набор называется глобулы Теккерея. В более спокойных условиях глобулы Бока могут коллапсировать и образовывать новые звёзды, но глобулы Теккерея подвергаются бомбардировке ультрафиолетовым излучением от близлежащих звёзд, что приводит к фрагментации и разрушению облаков. Прежде, чем начнут формироваться новые звёзды, глобулы Теккерея будут уничтожены.

Нитевидная оболочка G296.2-2.8

На снимок туманности попали также контрастирующее с ней рассеянное звёздное скопление NGC 3766; нитевидная оболочка G296.2-2.8, предположительно являющаяся остатком сверхновой; а также планетарная туманность PK294-00.1, имеющая характерную круглую форму.

Планетарная туманность PK294-00.1

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) запечатлел два огромных потока вещества, которые производит будущая звезда, известная как «Объект Хербига — Аро 211». Объект расположен в 1000 световых лет от Земли, а его масса составляет всего 8 % от солнечной. Снимок был сделан ещё 28 августа 2022 года.

Объекты Хербига — Аро представляют собой участки туманностей, связанные с молодыми звёздами. Выбрасываемое ими с огромной скоростью вещество вступает во взаимодействие с близлежащими облаками газа и пыли, порождая яркое свечение. На снимке данного объекта идентифицированы оксид углерода, оксид кремния и молекулярный водород. Изучившие снимок астрономы отметили, что в выбросах вещества почти не видно следов атомной или ионизированной эмиссии: ударным волнам объекта, вероятно, не хватает энергии, чтобы разрывать молекулы.

Ближайшие к протозвезде области потока вещества движутся со скоростью от 80 до 100 км/с. «Узловатые и извивающиеся» фрагменты вещества, как уточнили учёные Института исследований космоса с помощью космического телескопа (STScI), — это монооксид кремния. Высокое разрешение «Джеймса Уэбба» в инфракрасном и ближнем инфракрасном диапазонах позволяют подробно рассмотреть объект сквозь окружающие его газ и пыль. Впрочем, у него ещё остались свои тайны: протозвезда в ядре объекта может оказаться двойной — возможно, разобраться в этом помогут его дальнейшие наблюдения.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) сделал снимок галактики ESO 300-16, расположенной примерно в 28,7 млн световых лет от Земли. Она наблюдается в созвездии Эридан (Южное полушарие) и выглядит как облако сверкающих звёзд. На снимок попали также другие звёзды и галактики.

Источник изображения: esahubble.org

Снимок был сделан прибором Advanced Camera for Surveys на космическом телескопе «Хаббл» в рамках проекта, направленного на изучение соседних галактик. «Около трёх четвертей известных галактик, расположенных на расстоянии предположительно до 10 мегапарсеков (32 млн световых лет) от Земли „Хаббл” изучил достаточно подробно, чтобы различить самые яркие звёзды и установить расстояния до этих галактик. Группа астрономов предложила использовать небольшие промежутки в графике наблюдений „Хаббла”, чтобы познакомиться с оставшейся четвертью близлежащих галактик», — заявили в Европейском космическом агентстве (ЕКА).

Галактика ESO 300-16 классифицируется как неправильная из-за её нечёткой формы и отсутствия выступа в районе ядра или спиральных рукавов. По своей форме она напоминает облако, состоящее из собравшихся вместе звёзд. Они излучают мягкий рассеянный свет и окружают пузырь ярко-голубого газа в ядре.

Исследователи научного центра NOIRLab при Национальном научном фонде США опубликовали новое изображение тёмной туманности LDN 1622, которая наблюдается в созвездии Ориона.

Источник изображения: noirlab.edu

Тёмная туманность LDN 1622 состоит из плотных межзвёздных облаков газа и пыли — она перекрывает свет ближайших звёзд и других соседних объектов. LDN 1622 расположена в 1300 световых годах от Земли в области звездообразования, изобилующей молодыми звёздами. Объект находится неподалёку от плоскости нашей галактики Млечный Путь и наблюдается близ астеризмов (групп звёзд), известных как «Пояс Ориона» и «Меч Ориона».

Изображение было получено с помощью 4-метрового телескопа Николаса Мэйолла (Nicholas U. Mayall) в национальной обсерватории Китт-Пик (KPNO) в Аризоне — обсерватория находится в ведении NOIRLab. Для получения снимка LDN 1622 использовалась широкоугольная камера Mosaic-3 — она активно эксплуатировалась перед вводом в 2020 году спетроскопа тёмной энергии DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), который считается самым мощным многообъектным спектрографом в мире.

Снимок был сделан ещё в 2018 году до пожара «Контрерас» (Contreras) в 2022 году, который был вызван ударом молнии и достиг обсерватории 17 июня. Камера Mosaic-3 с того момента выведена из эксплуатации, а DESI продолжает работу в штатном режиме.

Учёным впервые удалось получить прямое изображение, на котором одновременно оказались сверхмассивная чёрная дыра и испускаемая ей релятивистская струя (джет), которая выбрасывается с близкой к световой скоростью и соединяется с материей, которую поглощает эта чёрная дыра. Событие произошло в ядре галактики Мессье 87 (М 87). Ранее удавалось получить изображение либо самой чёрной дыры, либо её джета, но не всего одновременно.

Источник изображения: eso.org

Первое в истории изображение сверхмассивной чёрной дыры М 87, которая имеет массу в 6,5 млрд раз больше солнечной и находится на расстоянии около 53 млн световых лет от Земли, было получено в 2017 году при помощи Телескопа горизонта событий (EHT), но обнародовано только через два года. Новое изображение объекта и его джета было создано на основе данных, полученных в 2018 году комплексом радиотелескопов GMVA и ALMA, а также Гренландским телескопом, которые сформировали виртуальный инструмент наблюдения планетарного масштаба — во многом как EHT.

Считается, что сверхмассивные чёрные дыры составляют ядра почти всех или вообще всех крупных галактик. И некоторые из этих объектов поглощают большое количество вещества в виде газа и пыли, а также звёзд, которым непосчастливилось оказаться слишком близко. При этом чёрные дыры выбрасывают мощные релятивистские струи вещества, которые движутся с околосветовой скоростью и имеют протяжённость в несколько тысяч световых лет — иногда далеко за пределы галактик, в которых они возникли. Однако механизмы этого процесса пока изучены недостаточно.

Помимо джета, на изображении видна так называемая тень чёрной дыры. Когда поглощаемое вещество с околосветовой скоростью вращается вокруг чёрной дыры, оно разогревается и светится — в результате образуется яркое золотистое кольцо, в центре которого находится полная тьма, и она называется тенью чёрной дыры. Новое изображение М 87 отличается от снимка, сделанного Телескопом горизонта событий — оно включает в себя излучение в диапазоне с более длинными волнами. Кроме того, на новом изображении размер кольца оказался на 50 % больше, чем на предыдущем. Это может свидетельствовать, что поглощение вещества сверхмассивной чёрной дырой происходит интенсивнее, чем считалось ранее. В будущем учёные планируют исследовать окрестности М 87 в разных диапазонах радиоволн, что поможет изучить релятивистские струи более плотно.

Международная группа учёных, работающая в рамках проекта «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope — EHT), получила изображения квазара NRAO 530, который находится на расстоянии 7,5 млрд световых лет от Земли.

Источник изображения: The Astrophysical Journal

Квазары — активные галактические ядра со сверхмассивными чёрными дырами. Сама чёрная дыра света не излучает, зато излучает поглощаемое ею вещество, которое разогревается до состояния плазмы. Дополнительным источником яркого света оказывается вещество, которое притягивается к чёрной дыре, но не пересекает горизонт событий — оно пролетает мимо с очень высокой скоростью и образует так называемые релятивистские струи или джеты. Изображение квазара NRAO 530 удалось получить при помощи проекта EHT — массива телескопов, предназначенного для наблюдения за сверхмассивной чёрной дырой Стрелец A* в центре галактики Млечный Путь.

Данные, использованные учёными при создании изображения NRAO 530, были получены массивом EHT в 2017 году. Первоначально они применялись для калибровки при визуализации Стрельца A*. Задействовать те же методы не получилось из-за большого расстояния до объекта — оно составляет 7,5 млрд световых лет. Результаты исследования показали, что NRAO 530 относится к классу блазаров: его релятивистские струи направлены почти прямо на Землю.

На изображениях в южном участке струи присутствует яркий объект — исследователи считают, что это радиоядро. Астрофизики также рассчитали поляризацию света, излучаемого различными фрагментами объекта, и составили карту магнитных полей в джетах.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) запечатлел «взрыв космического фейерверка» — шаровое звёздное скопление NGC 6355, которое располагается во внутренних областях нашей галактики Млечный Путь на расстоянии менее 50 тыс. световых лет от Земли, а увидеть его можно в созвездии Змееносца.

Источник изображения: nasa.gov

Шаровые звёздные скопления — стабильно и тесно связанные гравитационными силами группы, включающие в себя от десятков тысяч до миллионов звёзд; они присутствуют в галактиках всех типов. Своей шарообразной формой они обязаны плотному сосредоточению и взаимному гравитационному притяжению звёзд: в центре наблюдается наиболее яркая и плотная часть скопления, а по мере движения к периферии плотность снижается.

Новый снимок «Хаббла» примечателен высокой детализацией ядра: возможности телескопа позволяют ему «разглядеть» отдельные звезды в центре скопления. Аппарат произвёл настоящую революцию в изучении подобных объектов — в наземные телескопы разглядеть отдельные звезды шаровых скоплений невозможно из-за искажений, которые вносит атмосфера. Изображение было составлено из снимков, полученных двумя камерами космического телескопа: Advanced Camera for Surveys и Wide Field Camera 3.