Te jószagú univerzum, micsoda képeket lőtt egy év alatt a James Webb!

A politikusokat tényekkel kell szembesíteni. A tudomány tényeket gyárt. Segíts minél többet publikálni belőlük!

Napra pontosan egy éve, tavaly december 25-én indították útjára a James Webb űrtávcsövet (James Webb Space Telescope, JWST), ami hamar felülmúlta még a legvérmesebb várakozásokat is, és már első megfigyeléseivel forradalmasította a világegyetemről alkotott képünket. A valaha épített legnagyobb űrteleszkóp, ami az amerikai NASA vezetésével, az európai és a kanadai űrügynökség közreműködésével készült el, az elmúlt egy évben elképesztően ősi galaxisokra bukkant, távoli csillagok körül keringő bolygók légkörét elemezte, és feltárta a planetáris ködök és Naprendszerünk bolygóinak és holdjainak titkait.

Az elsősorban a látható fénytartományban dolgozó, 1990-ben útnak indított és máig működőképes Hubble űrtávcsővel ellentétben a JWST infravörös tartományban kémleli a kozmoszt, és fő célja az ősrobbanás után 400 millió évvel létrejött ősi galaxisok felfedezése, valamint a csillagok és galaxisok fejlődésének és az exobolygóknak a vizsgálata. A teleszkóp a 18 elemből álló, 6,5 méteres főtükrével gyűjti össze a fényt, és juttatja azt segédtükre segítségével -223 fokon működő négy detektorába.

A Francia Guyanából útnak indított James Webb hetekig utazott, amíg elért a Földtől 1,5 millió kilométerre található, gravitációsan stabil második második Lagrange-pontba (L2), ahonnan méréseit folytatja. A 10 milliárd dolláros költségből megépített teleszkóp ezalatt teljesen kicsomagolta 5 rétegből álló napernyőjét és tükreit, majd megkezdődhetett a tükrök és a műszerek lehűtése és beállítása.

Az űrtávcső legelső, a SMACS 0723 galaxishalmazról készített mélyűr-felvételét Joe Biden amerikai elnök mutatta be 2022. július 12-én. A tőlünk 4,6 milliárd fényévre található galaxishalmaz elképesztő tömege miatt egy gravitációs lencsehatásnak nevezett jelenséggel felnagyítja és eltorzítja a sokkal távolabbi, az ősrobbanás után kevesebb mint 1 milliárd évvel keletkezett galaxisok képét. A történelmi felvétel elkészítése az űrteleszkóp közeli infravörös tartományban vizsgálódó NIRCam kamerájának 12,5 órába telt.

Forrás: NASA, ESA, CSA, and STScI

A következő képen az Éta Carinae-ködben található, közeli és fiatal csillagkeletkezési régió (NGC 3324) pereme látható. A csillagköd közel 8 ezer fényévre van a Földtől, és nagy tömegű csillagoknak ad otthont. A JWST által közeli-infravörös fényben rögzített képen először láthatók a csillagkeletkezés korábban csillagközi por által eltakart területei.

Fotó: Space Telescope Science Institut/NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO

A Déli Gyűrűs-köd (NGC 3132) planetáris köd egy haldokló csillagot körülvevő ionizált gázfelhő, amit a James Webb adatait elemző csillagászok szerint legalább három, de az is lehet, hogy négy csillag hozott létre. A Caldwell 74 néven is ismert planetáris köd körülbelül 2300 fényévre található a Földtől, és az űrteleszkóp MIRI detektora által az első megfigyelések között készített, közép-infravörös tartományú képen jól kivehető a köd halvány központi csillaga.

A planetáris köd közeli infravörös (balra), valamint közép-infravörös (jobbra) képeFotó: NASA, ESA, CSA, and STScI

A negyedik képen a tőlünk 500 millió fényévre található Cartwheel (Kocsikerék) galaxis és két kísérőgalaxisa látható, távolabbi galaxisok előterében. A JWST közeli infravörös képe megmutatja az egy spirálgalaxis és egy kisebb galaxis ütközésből létrejött, lentikuláris és gyűrűs Cartwheel-galaxis részleteit. Ezeket látható tartományban a galaxisban található por eltakarja előlünk, az űrteleszkóp infravörös felvételén viszont jól kivehetők a belső gyűrű fiatal, fényes csillaghalmazai, illetve a külső gyűrűben található csillagformálódási régiók.

Fotó: NASA, ESA, CSA, STScI

A Cartwheel-galaxis MIRI által készített, közép-infravörös tartományú képe máshová fókuszál, és előtérbe helyezi a galaxis porban gazdag régióinak részleteit. Ez a por szilikátos összetételű, és más molekulák mellett szénhidrogénekben is gazdag. A külső gyűrű jobb alsó részén fiatal csillagok láthatók, ahogy narancssárgásan megvilágítják az őket körülvevő, szénhidrogénben gazdag port.

Fotó: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

A James Webb távoli galaxisok és planetáris ködök után közelebbi célpontok felé fordult, és megörökítette Naprendszerünk legnagyobb bolygóját, a Jupitert. A közeli infravörös tartományban készült képen kivehetők a Jupiter felhősávjai, viharrendszerei, gyűrűi és holdjai is, néhány távoli galaxissal együtt. Ennyi részletre még a bolygókutatással foglalkozó csillagászok sem számítottak. A felvételt azonban a gázóriás sarki fényei teszik igazán különlegessé, amelyek a bolygó északi és déli pólusa felett láthatók élénk kék foltok formájában.

Fotó: NASA

Még ennél is különlegesebb a Neptunuszról, a Naptól legtávolabb található bolygóról készített felvétel. A bolygót először és utoljára 1989-ben láttuk közelről a NASA Voyager–2 űrszondájának képein, így azóta légkörének változásait a Hubble űrteleszkóp és földi teleszkópok segítségével követik a csillagászok. A JWST felvételén világos foltokként jelennek meg a légkör metánjégből álló felhői, és feltárulnak gyűrűinek 33 éve nem látott részletei. Emellett kivehető hét holdja, köztük a kép tetején fényes pontként ragyogó, aktív gejzírekkel borított Triton, ami eredetileg egy a jégóriás által a Kuiper-övből befogott törpebolygó lehetett.

Fotó: Space Telescope Science Institute Office of Public Outreach/NASA, ESA, CSA, STScI; Image Processing: STScI/J. DePasquale

A modern kori csillagászat történetében kevés ikonikusabb célpont van, mint a Sas-köd molekulafelhőben (M16/NGC6611) található Teremtés oszlopai (Pillars of Creation), amelyekről 1995-ben készített sokat látott felvételt a Hubble űrtávcső. A Földtől 6,5-7 ezer fényévre elhelyezkedő csillagközi gáz- és porfelhő nem más, mint ma is aktív csillagkeletkezési régió, és néhol szinte áttetszőnek tűnik a James Webb felvételén. A közeli infravörös képen így kivehetők az oszlopok mellett újonnan keletkezett, vöröses színű csillagok, valamint az oszlopok csúcsain olyan lávafolyásra emlékeztető régiók, amelyekben éppen kialakuló csillagok dobnak le magukról anyagokat szuperszonikus nyalábok formájában.

Forrás: NASA, ESA, CSA, STScI

A MIRI által közép-infravörös tartományban készített képen már meglehetősen horrorisztikus benyomást keltenek a Teremtés oszlopai. A felvétel az űrteleszkóp által gyűjtött más adatokkal együtt megmutatja a csillagformálódáshoz elengedhetetlen por eloszlását és mennyiségét a por- és gázfelhőn belül. A megfigyelések a csillagok keletkezésének folyamatáról és a csillagformálódási régiók működéséről árulkodnak a kutatóknak.

A Teremtés oszlopai a James Webb űrtávcső közép-infravörös kamerájának felvételénFotó: NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

A Wolf-Rayet 140-nek nevezett csillagok összjátéka kozmikus ujjlenyomatra emlékeztető struktúrát alkotott a JWST felvételén, amelyen legalább 17 porgyűrű vehető ki a két csillag körül. Ezek akkor keletkeznek, amikor a csillagok 8 évente közel kerülnek egymáshoz, így a struktúrák kozmikus évgyűrűkként megörökítik az idő múlását, amelyek vizsgálatára különösen alkalmas az űrtávcső MIRI műszere.

17 koncentrikus gyűrűből álló kozmikus ujjlenyomatot hozott létre a két csillag találkozásaFotó: NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech

A csillagok születésének megörökítésével nem állt meg az űrteleszkóp a Teremtés oszlopainál. A JWST alábbi, szemkápráztató felvételén egy éppen születőben lévő csillag látszik, amelyből homokórára emlékeztető színes por- és gázfelhők indulnak ki. Az L1527 protocsillag kilövellései megtisztították a felette és alatta található régiót, amelyek határán narancssárgán és kéken világítanak a gázfelhők. A 100 ezer éves csillag keletkezésének legkorábbi fázisában jár, és még több anyagnak kell a gázfelhőből ráhullania, hogy magjában beinduljon a stabil nukleáris fúzió.

Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI. Image processing: J. DePasquale, A. Pagan, and A. Koekemoer (STScI)

Naprendszerünk bolygói mellett az űrtávcső sűrű programjába egy nem mindennapi hold is bekerült. A Szaturnusz fagyos holdját, a Titánt sűrű, látható fényben szinte átlátszatlan felhőzet fedi, felszínét néhol szénhidrogéntavak borítják, és rengeteg különböző szerves molekula található rajta. A -180 fokos felszínű Titánra 2005-ben elsőként az európai Huygens leszállóegység szállt le, a 2030-as években pedig egy nukleáris áramforrással hajtott drón, a Dragonfly repül majd légkörében. A JWST bal oldalon látható felvétele a légkör alsóbb rétegeit mutatja meg, ahol a két felső fényes folt az északi félteke jelentősebb felhőit jelzi. A jobb oldali kép egy montázs, amelyen a Cassini űrszonda radaros mérései mutatják a felszín részleteit.

Fotó: Space Telescope Science Institut/NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), JWST Titan GTO Team

Az űrteleszkóp Tarantula-ködről készült, 340 fényévet átszelő képe egy csillagformálódási régiót tár elénk úgy, ahogyan még sosem láttuk. A JWST közeli infravörös felvétele több tízezer, a csillagközi por által eddig eltakart fiatal csillagot és még porburokkal borított, vöröses színű csillagokat rajzol ki.

Fotó: Space Telescope Science Institut/NASA, ESA, CSA, and STScI

A James Webb augusztus végén kiadott képe a Fantom-galaxis (Messier 74 vagy NGC 628) központi régiójáról egészen lenyűgöző. A közép-infravörös tartományban végzett megfigyelés elénk tárja a Földtől 32 millió fényévre található galaxis tekergő spirálkarjait alkotó gáz- és pornyalábokat. A MIRI mérései segítenek azonosítani a galaxison belüli csillagformálódási régiókat, és betekintést nyújtanak a csillagközi por természetébe.

Fotó: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and

A Stephan's Quintet nevű galaxiscsoport, ahogy elnevezése is mutatja, öt galaxisból áll. Ezekből csak négy alkot valódi csoportot és fejt ki egymásra gravitációs hatást, míg a bal oldali messzebb helyezkedik el. Az alábbi montázson a JWST soha nem látott részleteket mutat meg a galaxisokról és interakciójukról, míg a röntgentartományban mérő Chandra űrteleszkóp világoskék színnel egy a környező gázokat több millió fokosra hevítő lökéshullámot fed fel, ami úgy jön létre, hogy az egyik galaxis áthalad a többin.

Forrás: NASA/CXC/SAO/JPL-Caltech/ESA/CSA/STScI

És hogy mik a további tervek? 2023-ban a James Webb töretlenül folytatja majd az univerzum titkainak felderítését. A legnagyobb várakozás talán a hét, Földhöz hasonló méretű exobolygóból álló Trappist–1 rendszerről készült és tervezett méréseket övezi – az első innen nyert adatok kiértékelése jelenleg is zajlik. A mérések idővel bepillantást engedhetnek a tőlünk 39 fényévre található, a Földhöz hasonló, lakható zónában keringő égitestek légkörének összetételébe, és elárulhatják, hogy barátságos környezetet biztosítanak-e az életnek.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek: