Verken de afbeeldingen van de Web Space Telescope met onze geannoteerde rondleiding

NASA’s James Webb Space Telescope, de grootste en krachtigste ruimtetelescoop ooit gebouwd, bevindt zich nu ongeveer een miljoen mijl van de aarde en beweegt van het ene deel van de lucht naar het andere terwijl het de doelwitrijke omgeving inspecteert. Ons universum. Eerste paar foto’s deze week openbaar gemaakt.

Ze zijn verbluffend. Ze zitten boordevol informatie over het heelal, de onderlinge relaties van sterrenstelsels en de geboorte en dood van sterren.

De beelden blijven echter een raadsel voor de gemiddelde kijker zonder een diploma in astrofysica. Waar kijken we precies naar?

Laten we dat van dichterbij bekijken.

Diep veld

Er zijn daarbuiten veel sterrenstelsels. Dit is de eerste afbeelding die de kracht laat zien van een telescoop om buitengewoon zwak infrarood licht op te vangen dat vrijkomt tijdens de eerste miljard jaar van het universum. De afbeelding centreert zich op een sterrenstelsel op een afstand van 4 miljard lichtjaar, waarvan het licht ruwweg werd uitgestoten toen de zon en de aarde werden gevormd. De sterrenstelsels in de cluster verschijnen als roomwitte klodders.

Deze sterrenstelsels creëren samen een krachtige zwaartekracht in de ruimte die als een lens fungeert en verre objecten vergroot en vervormt. Dit resulteert in de funhouse-spiegelstelsels in de rechterbovenhoek van de afbeelding die NASA-astronoom Jane Rigby Laffy Daffy noemt.

In een ander deel van de afbeelding heeft lensing een enkel sterrenstelsel veranderd in twee spiegelbeeldstelsels.

Licht komt in vele golflengten die het elektromagnetische spectrum worden genoemd. Mensen zien in een smalle band die het “optische” deel van het spectrum wordt genoemd. De Webb-telescoop verzamelt infrarood licht – lange golflengten die meestal ontoegankelijk zijn voor de Hubble-telescoop en volledig onzichtbaar voor ons.

James

web

Ruimte

Telescoop

Bronnen: NASA; Europees Ruimteagentschap;

Ruimtetelescoop Wetenschapsinstituut

WILLIAM NEFF/Washington Post

James Webb

Ruimtetelescoop

Bronnen: NASA; Europees Ruimteagentschap;

Ruimtetelescoop Wetenschapsinstituut

WILLIAM NEFF/Washington Post

De James Webb-ruimtetelescoop

Bronnen: NASA; Europees Ruimteagentschap; Ruimtetelescoop Wetenschapsinstituut

WILLIAM NEFF/Washington Post

Het team van Webb scande de rode – de meest afgelegen – sterrenstelsels in deze afbeelding en ontdekte dat een van hen – een kleine, korrelige klodder – zijn licht ongeveer 13,1 miljard jaar geleden uitstraalde, 700 miljoen jaar na de oerknal. (Afstanden voor dergelijke objecten worden afgeleid door hun “roodverschuiving” – een maat voor hoeveel licht wordt uitgerekt door de uitbreiding van de ruimte.)

De telescoop verkreeg een spectrum van de melkweg, met tekenen van zuurstof, waterstof en neon. Dit soort observatie zou licht kunnen werpen op wat er gebeurde in de eerste miljard jaar van het universum, zei Rigby: “We weten niet hoe groot die sterrenstelsels waren, hoeveel er waren.”

Zuidelijke Ringnevel

Sterren zoals onze zon zijn kernfusiereactoren die opmerkelijk stabiel zijn over miljarden jaren. Maar ze worden ook ouder. Deze foto laat zien wat er gebeurt als een ster sterft. Het stort materie uit in een kloppende death beat.

Deze wolken van gas en stof, inclusief complexe moleculen, zijn de grondstof voor nog te vormen sterren en planeten.

NASA heeft twee afbeeldingen vrijgegeven, één in het infrarood (relatief dicht bij het “zichtbare” deel van het spectrum) en het midden-infrarood (verder langs het spectrum).

In het nabij-infrarood vormt het materiaal een ring van schuimend gas en stof, waarbij heet, geïoniseerd gas het centrale gebied domineert. Lichtstralen gaan door gaten in de buitenste ring.

Slechts één ster is duidelijk zichtbaar in het midden. Maar het is een binair systeem – twee sterren gebonden door de zwaartekracht.

In het midden-infrarood zien we beide. Het sterven is vaag. Telescopen onthullen dat het is omgeven door stof.

Onze zon zal er over 5 miljard jaar uitzien als deze ster, legt Klaus Pontopitan uit, webprojectwetenschapper bij het Space Telescope Science Institute.

“Het is de levenscyclus van sterren,” zei Pontopitan. “Het is het einde van deze ster, maar het is een begin voor andere sterren en andere planetaire systemen.”

De afbeelding toont een raadselachtige helling op een schouder waarvan astronomen beseffen dat het een ver sterrenstelsel is. Ook al is het een enorm driedimensionaal systeem met miljarden sterren, we zien de rand ervan alsof we een frisbee van ons weg zien rollen.

Stephen’s Quintet

De film heeft een heel universum.

Er zijn sterren uit ons eigen melkwegstelsel – dat wil zeggen, ze staan ​​kosmologisch gezien op de voorgrond.

De leidende sterren in alle webafbeeldingen kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van hun “diffractiepieken”, een artefact van het ontwerp van de telescoop. De diffractiepieken in deze afbeeldingen zijn vergelijkbaar met het watermerk van de Web Telescope.

Een vijfde verschijnt als clusters op de halve fond.

De linkerfoto maakt geen deel uit van de groep, maar staat op de voorgrond, op ongeveer 40 miljoen lichtjaar afstand.

De telescoop kan individuele sterren in de melkweg ervoor detecteren.

Velen zijn verouderende “rode reuzen” aan het einde van hun leven, goed gedocumenteerde eigenschappen die astronomen helpen hun ware lichtsterkte en afstanden tot hen in te schatten. Dergelijke waarnemingen zouden het model kunnen verbeteren dat wetenschappers gebruiken om afstanden tot objecten in de ruimte te schatten.

De andere vier sterrenstelsels bevinden zich op ongeveer 290 miljoen lichtjaar afstand. De twee fuseren. Gravitatie-interacties tussen sterrenstelsels hebben stromen van stervormend gas en stof de intergalactische ruimte ingestuurd.

Verbazingwekkend genoeg heeft deze “deep field”-achtige afbeelding talloze sterrenstelsels verspreid op de achtergrond. Als je goed kijkt, zul je prachtige, verre spiraalstelsels zien die niet veel lijken op onze eigen Melkweg.

Het grote sterrenstelsel aan de top heeft een superzwaar en zeer actief zwart gat in het centrum, dat zijn omgeving opvreet. Een zwart gat straalt niet per definitie licht uit, maar zijn zwaartekrachtveld activeert het nabije gas, waardoor atomen met elkaar in botsing komen en enorme warmte genereren.

De accretieschijf van dit zwarte gat schijnt met de energie van 40 miljard zonnen, zei Rigby: “Zwarte gaten zenden geen licht uit, maar hun accretieschijven wel!”

Carinanevel

Klinkt als een perfecte plek voor een wandeling! Een schitterende sterrenhemel. Deze nevel is een stellaire kraamkamer in onze melkweg.

“De sterrenhemel lijkt deel uit te maken van een gigantische bel, uitgehouwen door ultraviolette straling van de wolk en de interstellaire wind, de meest massieve, hete, jonge sterren die zich al hebben gevormd”, zegt Amaya Morrow-Martin, een astronoom aan de ruimte. Instituut voor telescoopwetenschap.

Stromen van geïoniseerd materiaal stromen het frame op.

Webb kan schokgolven zien van nieuw ontstoken sterren in de wolk. Hun omgeving is vijandig omdat hetzelfde proces dat de wolk erodeert, stervorming kan stoppen.

De Hubble-telescoop had eerder dit gebied van de uitgestrekte Carinanevel bestudeerd en het team van Webb kende de scherp gedefinieerde grenzen tussen de stoffige wolk en de ‘open lucht’.

Maar het is meer dan mooie ruimtekunst, zei Joseph DePasquale, die deel uitmaakt van het team dat de beelden verwerkte bij het Space Telescope Science Institute in Baltimore.

“Op basis van het Hubble-beeld weten we dat het landschap eruitziet als een bergketen en de lucht erachter. We weten dat het vanuit esthetisch oogpunt impact zal hebben”, zei DePasquale. “Maar er gebeurt veel op het gebied van van natuurkunde. Het web kan diep in de wolken kijken en de mysteries ontdekken van wat er gaande is.