Аппарат NASA Webb сделал первое в истории прямое изображение далекого мира

Posted onSeptember 1, 2022CategoriesJames Webb Space Telescope

 

 

Примечание редактора: в этом посте представлены изображения из научных исследований Уэбба, которые еще не прошли процесс рецензирования.

Впервые астрономы использовали космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, чтобы получить прямое изображение планеты за пределами нашей Солнечной системы. Экзопланета является газовым гигантом, а это означает, что она не имеет каменистой поверхности и не может быть обитаемой.

Изображение, видимое через четыре различных световых фильтра, показывает, как мощный инфракрасный взгляд Уэбба может легко захватывать миры за пределами нашей Солнечной системы, указывая путь к будущим наблюдениям, которые откроют больше информации об экзопланетах, чем когда-либо прежде

.

Звезда HIP 65425 и 4 вида ее планеты «b».  Фон изображения черный с множеством белых и синих звезд;  он не от Уэбба и помечен как «Цифровой обзор неба».  Звездочка HIP 65425 отмечена вверху по центру.  Он имеет 4 дифракционных шипа (артефакты телескопа) сверху, снизу, слева и справа.  Диагональные линии, идущие вниз от звезды к нижней части изображения, выделяют 4 поля-врезки.  Слева направо: первый снимок экзопланеты, сделанный Уэббом с помощью NIRCam.  Это фиолетовая точка с фиолетовыми полосами у отметок 11 и 5 часов.  Полосы — это артефакты телескопа, которых нет физически.  Планета и артефакты окрашены в фиолетовый цвет.  Используемый фильтр F300M (3 микрометра) указан на изображении.  Далее аналогичный вид NIRCam с использованием фильтра F444W (4,44 микрометра).  Этот вид окрашен в синий цвет и имеет полосы артефактов.  Далее идет вид MIRI, окрашенный в оранжевый цвет.  Баров нет.  Фильтр F1140C (11,40 мкм).  Наконец, вид MIRI с использованием фильтра F1550C (15,50 мкм).  Это красная большая точка.  Значок белой звезды на всех 4 изображениях представляет родительскую звезду.На этом изображении показана экзопланета HIP 65426 b в разных диап
азонах инфракрасного света, видимая с космического телескопа Джеймса Уэбба: фиолетовым цветом показан вид инструмента NIRCam на 3,00 микрометра, синим цветом показан вид инструмента NIRCam на 4,44 микрометра, желтым цветом показан вид инструмента MIRI. на 11,4 микрометра, а красным цветом показано изображение прибора MIRI на 15,5 микрометра. Эти изображения выглядят по-разному из-за того, как разные инструменты Уэбба улавливают свет. Набор масок в каждом инструменте, называемый коронографом, блокирует свет звезды-хозяина, чтобы можно было увидеть планету. Маленькая белая звездочка на каждом изображении отмечает положение родительской звезды HIP 65426, которое было вычтено с помощью коронографов и обработки изображений. Полосы на изображениях NIRCam являются артефактами оптики телескопа, а не объектами сцены. (Немаркированная версия. ) Авторы и права: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), команда ERS 1386 и A. Pagan (STScI).

«Это переломный момент не только для Уэбба, но и для астрономии в целом», — сказала Саша Хинкли, адъюнкт-профессор физики и астрономии Эксетерского университета в Соединенном Королевстве, которая руководила этими наблюдениями в большом международном сотрудничестве. Webb — это международная миссия, возглавляемая НАСА в сотрудничестве с его партнерами, ЕКА (Европейское космическое агентство) и CSA (Канадское космическое агентство).

Экзопланета на изображении Уэбба, названная HIP 65426 b, примерно в шесть-двенадцать раз больше массы Юпитера, и эти наблюдения могут помочь еще больше сузить ее. Она молода по меркам планет — от 15 до 20 миллионов лет по сравнению с нашей Землей, которой 4,5 миллиарда лет.

Астрономы обнаружили планету в 2017 году с помощью прибора SPHERE на Очень Большом Телескопе Европейской южной обсерватории в Чили и сделали ее изображения, используя короткие инфракрасные волны света. Взгляд Уэбба в более длинных инфракрасных волнах раскрывает новые детали, которые наземные телескопы не смогли бы обнаружить из-за собственного инфракрасного свечения атмосферы Земли.

Исследователи анализируют данные этих наблюдений и готовят статью, которую они представят в журналы для рецензирования. Но первый захват Уэббом экзопланеты уже намекает на будущие возможности изучения далеких миров.

Поскольку HIP 65426 b находится примерно в 100 раз дальше от своей родительской звезды, чем Земля от Солнца, она достаточно удалена от звезды, чтобы Уэбб мог легко отделить планету от звезды на изображении.

Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) Уэбба оснащены коронографами, которые представляют собой наборы крошечных масок, блокирующих звездный свет, что позволяет Уэббу делать прямые снимки некоторых экзопланет, подобных этой. Космический телескоп NASA Nancy Grace Roman, который планируется запустить в конце этого десятилетия, продемонстрирует еще более совершенный коронограф.

«Это было действительно впечатляюще, насколько хорошо коронографы Уэбба сработали, чтобы подавить свет звезды-хозяина», — сказал Хинкли.

Делать прямые снимки экзопланет сложно, потому что звезды намного ярче планет. Планета HIP 65426 b более чем в 10 000 раз слабее своей звезды в ближнем инфракрасном диапазоне и в несколько тысяч раз слабее в среднем инфракрасном диапазоне.

На каждом изображении с фильтром планета выглядит как светящаяся капля немного разной формы. Это из-за особенностей оптической системы Уэбба и того, как она пропускает свет через другую оптику.

«Получение этого изображения было похоже на поиск космического сокровища», — сказал Ааринн Картер, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Круз, руководивший анализом изображений. «Сначала все, что я мог видеть, это свет от звезды, но с тщательной обработкой изображения я смог удалить этот свет и открыть планету».

Хотя это не первое прямое изображение экзопланеты, полученное из космоса — космический телескоп Хаббл уже делал прямые снимки экзопланеты — HIP 65426 b указывает путь вперед для исследования экзопланет Уэббом.

«Я думаю, самое интересное то, что мы только начали», — сказал Картер. «Впереди еще много изображений экзопланет, которые сформируют наше общее понимание их физики, химии и формирования. Возможно, мы даже обнаружим ранее неизвестные планеты».

– Элизабет Ландау,  штаб-квартира НАСА.