Джеймс Уэбб ойынды бұзды: алғашқы галактикалар күтілгеннен ертерек пайда болды

Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы (JWST) ғарыштың тереңдігіне саяхат жасай отырып, адамзаттың ғаламға деген көзқарасын түбегейлі өзгертеді. NASA, ESA және CSA серіктестігімен жүзеге асырылған және 2021 жылдың 25 желтоқсанында іске қосылған бұл үлкен обсерваторияда бүгінгі күнге дейін жасалған ең сезімтал инфрақызыл технологиялар бар. JWST Жер атмосферасының бұзатын әсерлерінен алыс, ғаламның алғашқы жарықтарын түсіру үшін жасалған; Ол Үлкен жарылыстан кейін бірден пайда болған ғарыштық құрылымдарды, әсіресе Күн жүйесі мен Құс жолы галактикасын және тіршілік ету мүмкіндігі бар экзопланеталарды бірінен соң бірін ашады.

Ғарыштың ең терең портреті және тарихи бастама

Ғарыштағы миссиясына небәрі 5,5 ай қалғанда, JWST адамзат тарихындағы ең егжей-тегжейлі және анық толық түсті терең ғарыштық кескінді жазып үлгерді. Шамамен 12,5 сағаттық сезімтал бақылау кезеңімен алынған бұл тарихи фотосурет Жерден шамамен 4,6 миллиард жарық жылы қашықтықта орналасқан «SMACS 0723» галактикалар шоғырын және Үлкен жарылыстан кейін 13,1 миллиард жыл бұрын пайда болған әлсіз галактикаларды ашты. 2022 жылы 11 шілдеде Ақ үйде өткен арнайы рәсімде АҚШ-тың сол кездегі президенті Джо Байден әлемге жариялаған бұл сурет ғылым әлеміндегі маңызды оқиға деп саналды. Рәсімде сөз сөйлеген Байден: «Бұл фотосуреттер әлемге Американың керемет істер жасай алатынын көрсетеді және әсіресе американдық балаларға ешнәрсе біздің күшімізден тыс емес екенін еске салады.»НАСА директоры Билл Нельсон тек бір ғасыр бұрын бір ғана галактика бар деп есептелсе, бүгінде миллиардтаған жұлдызды қамтитын миллиардтаған галактиканың табылғанын баса айтты. Осы тарихи сәттен кейін бірден NASA 2022 жылдың 12 шілдесінде телескоп арқылы алынған басқа да толық түсті суреттер мен спектроскопиялық деректерді жұртшылықпен бөлісті.

Уақыттың шетіндегі барлау: ең алыс галактикалар және ерте химия

Телескоп ұсынатын жоғары ажыратымдылық күші ғалымдарға ертедегі ғаламның ғарыштық күнтізбесін қайта жазуға мүмкіндік берді. 2024 жылы жүргізілген бақылауларда Үлкен жарылыстан кейін небәрі 300 миллион жыл өткен «JADES-GS-z14-0» галактикасы ашылды. Бұл галактиканың күткеннен әлдеқайда жарқын және үлкен екендігі ерте ғаламдық модельдерді дүр сілкіндіргенімен, оның құрамында оттегі бар екендігі туралы күшті дәлелдер де алынды. Алайда ашылған жаңалықтар мұнымен шектелмеді; Кейінірек телескоп Үлкен жарылыстан кейін 280 миллион жыл өткен «MoM-z14» галактикасын анықтап, бұл құрылымға 2026 жылы тіркелген ең алыс галактика атағын берді. Бұл алғашқы жұлдыздар мен галактикалардың қалыптасуы күтілгеннен әлдеқайда ерте басталғанын дәлелдеді. Оның үстіне, ерте ғаламда тек сутегі, гелий және литий болуы керек деген теория JWST-тің көміртегі, неон, гелий және тығыз азотты анықтауымен шайқалды. Кейбір ерте галактикаларда Күнге қарағанда көбірек азоттың болуы бұл құрылымдардың ойлағаннан әлдеқайда жылдам дамығанын көрсетті.

Қараңғы ғасырларды жарықтандыратын күңгірт шамдар мен ғарыштық қызыл дақтар

JWST сонымен қатар галактика кластерлері кеңістік-уақыт иілген кезде пайда болатын «гравитациялық линза» эффектісін пайдалана отырып, қалыпты жағдайда көру мүмкін емес өте әлсіз галактикаларды анықтады. Сараптамалар Үлкен жарылыстан кейін пайда болған және ғарыштық «қараңғы дәуір» деп аталатын кезеңді аяқтаған фактор күтілгеннен 4 есе көп жарық шығаратын галактикалардың осы шағын тобы екенін көрсетті. Бұл үдерісте «WHL0137-08» галактика шоғырының үлкейту әсері арқасында Күннен екі есе ыстық және шамамен бір миллион есе жарқыраған «Earendel» деп аталатын алып жұлдыз Үлкен жарылыстан 1 миллиард жылдан кейін байқалды. Екінші жағынан, ғалымдар «кіші, ашық қызыл нүктелер» деп сипаттайтын жұмбақ аспан нысандары да пікірталас тудырды. Бұл нүктелер галактика ядроларына айналатын тығыз жұлдыз шоғырлары немесе супермассивті қара тесіктердің айналасында секундына мыңдаған километр жылдамдықпен айналатын сутегі газдары болуы мүмкін деген болжам бар.

Күн жүйесінен тыс әлемдердің атмосфералық құпиялары

JWST жетілдірілген инфрақызыл спектрограф құралдары алыс галактикаларды ғана емес, сонымен қатар планетаның пайда болу процестерін түсіну үшін маңызды жүйелерді де зерттейді. Шамамен 130 жарық жылы қашықтықта және небәрі 30 миллион жыл бұрын орналасқан жас «HR 8799» көп планеталық жүйе телескоптың коронаграф құрылғысымен егжей-тегжейлі зерттелді. Зерттеушілер осы жүйедегі алып газ планеталарының атмосферасында көмірқышқыл газының болуын нақты анықтады. Бұл тұжырымдар Юпитер мен Сатурнға ұқсас алып планеталар қатты ядролардың баяу жиналуынан пайда болған деген теорияларды қолдайтын ең нақты дәлелдердің бірі болып табылады.