Природа скупа на свои тайны. Вот почему люди разработали научный метод. Без этого мы все еще были бы невежественны и жили бы в мире, где доминируют суеверия.
Астрофизики добились большого прогресса в понимании того, как формируются звезды, благодаря научному методу. Но они еще многого не знают. Это одна из причин, по которой НАСА построило космический телескоп Джеймса Уэбба: заставить природу раскрыть свои сокровенные тайны.
В наше время научный метод не может добиться многого без мощных научных инструментов, и JWST является одним из самых мощных из когда-либо созданных. Он способен исследовать области звездообразования более детально, чем любой другой телескоп, выявляя ранее невидимые детали и процессы. При этом он собирает поразительные изображения.
На этом изображении синие усики — это выбросы пылевидных силикатов (распространенного типа пыли) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). ПАУ — это органические соединения, которые, по мнению ученых, могут быть одними из строительных блоков жизни. Более размытые красные области состоят из теплой пыли, нагретой массивными яркими звездами в центре региона. Слабые дуги на изображении могут быть созданы светом, отражающимся от центральных звезд. Самые яркие пятна и волокна указывают на области, наполненные обильным количеством протозвезд.
Это изображение — лишь один из способов, с помощью которого JWST может исследовать области звездообразования. Но природа посылает подсказки на разных длинах волн, и нам предстоит их расшифровать. Главное изображение было получено с помощью инструмента среднего инфракрасного диапазона космического телескопа (MIRI). Еще в январе телескоп сфотографировал ту же область с помощью инструмента NIRCam, и он видит в ближней инфракрасной части спектра.
Существует почти бесконечный выбор целей, которые JWST может изучить во время своей миссии. Почему NGC 346?
Область звездообразования находится в Малом Магеллановом Облаке, а металличность ММО гораздо ниже, чем у Млечного Пути. Это означает, что он состоит в основном из водорода и гелия и совсем немного другого. Это похоже на древнюю Вселенную. Для создания более тяжелых элементов (или металлов) требуются поколения звезд, живущих и умирающих, поэтому низкая металличность SMC аналогична ранней Вселенной. В ранней Вселенной у многих звезд не было достаточно времени, чтобы жить, умереть и распространить свои тяжелые элементы в космос.
Изучение звездообразования в SMC и NGC 346 является аналогом изучения звездообразования в ранней Вселенной. В частности, это похоже на «Космический полдень» Вселенной примерно через два или три миллиарда лет после Большого взрыва, когда звездообразование достигло пика.
«В космическом полудне в галактике не было бы ни одной NGC 346, как в Малом Магеллановом Облаке; их будут тысячи», — сказала Маргарет Мейкснер, астроном из Университетской ассоциации космических исследований. «Но даже если NGC 346 сейчас является единственным массивным скоплением, яростно образующим звезды в своей галактике, оно дает нам прекрасную возможность исследовать условия, которые существовали в космический полдень».
Сравнение звездообразования в регионах с низким содержанием металлов со звездообразованием в Млечном Пути с более высокой металличностью — один из способов раскрыть некоторые тайны природы. Астрономы и раньше изучали NGC в инфракрасном диапазоне, но им удавалось исследовать только звезды с массой от пяти до восьми солнечных. Но Уэбб стирает этот предел наблюдения.
JWST может исследовать протозвезды размером до 10% солнечной массы. Это дает астрофизикам более детальный способ сравнить звездообразование в средах с низкой и высокой металличностью и количественно оценить различия. Уэбб также может видеть пыль вокруг этих маленьких звезд, тогда как предыдущие наблюдения показали только газ. Таким образом, они видят не только формирование молодых звезд, но и строительные блоки будущих планет.
«Мы видим строительные блоки не только звезд, но и, возможно, планет», — сказал Гвидо Де Марчи из Европейского космического агентства, когда было опубликовано изображение NIRCam. «А поскольку Малое Магелланово Облако имеет среду, аналогичную галактикам во время космического полудня, вполне возможно, что каменистые планеты могли сформироваться во Вселенной раньше, чем мы могли подумать».
JWST меняет астрономию. Раньше у нас не было возможности определить, образовались ли планеты рядом со звездами в Космическом Полудне, но JWST дает нам возможность исследовать этот важный период в жизни Вселенной.
Астрономы наблюдали NGC 346 с помощью множества различных телескопов, включая «Хаббл». Просмотр изображения NGC 346, сделанного Хабблом, подчеркивает силу обоих космических телескопов и то, как их изображения могут работать вместе.
Звездообразование, происходящее внутри NGC 346, скрыто множеством завес, каждая из которых соответствует разным длинам волн света. Следующее видео показывает, как каждый телескоп и инструмент устраняют определенную завесу, скрывающую NGC 346. Наблюдая такие регионы, как NGC 346, с помощью разных инструментов и на разных длинах волн, у астрономов больше шансов раскрыть природные тайны звездообразования.
JWST ведет наблюдения всего около 15 месяцев. За этот период времени это оказался наш самый эффективный телескоп. Он медленно и методично работает над раскрытием тайн Природы.
Мы уже задаемся вопросом, где бы мы были без него.
