Джеймс Уэбб vs Хаббл: Сравниваем качество изображений космических обсерваторий

Вы уже, конечно, видели первую партию изображений, полученных с нового сверхмощного космического телескопа NASA James Webb. Конечно, по отдельным изображениям трудно оценить весь масштаб достигнутого, поэтому ниже для сравнения приведены снимки, сделанные Хабблом в таких же уголках Вселенной.

Потрясающий вид на туманность Южное кольцо, представленный телескопом "Джеймс Вебб" - а насколько качественнее он выглядит по сравнению с предыдущими снимками? NASA, ESA, CSA и STScI

Сегодня весь научный мир обсуждает новые снимки, полученные с Уэбба, и конечно обычные люди могут задаться вопросом: "А что в них такого особенного?". В конце концов, публика привыкла видеть потрясающие снимки космоса на протяжении десятилетий, и на первый взгляд эти новые кадры не сильно отличаются друг от друга. Но если их поместить рядом с более ранними изображениями, технологические преимущества новых технологий сразу же становятся очевидными.

Туманность Карина

Два вида туманности Карина - Хаббл сверху, Джеймс Уэбб снизу.  Top: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: N. Smith (University of California, Berkeley) Bottom: NASA, ESA, CSA, and STScI

Эта структура, которую NASA называет Космическими скалами, на самом деле является внутренней частью NGC 3324, более известной как эмиссионная туманность Карина. Ультрафиолетовое излучение и сильные звездные ветра от угасающей звезды, расположенной значительно выше верхней части кадра данного снимка, формируют эти структуры из облаков пыли и газа, которые являются яслями для новых звезд.

Благодаря инфракрасным спектрометрам, на снимке Уэбба (внизу) впервые можно увидеть множество таких новорожденных звезд, сияющих сквозь толщу космической пыли, причем самые молодые из них выглядят как красные точки в темных участках облака.

Туманность Южное кольцо

Два вида  на туманность Южное кольцо - Хаббл слева, Джеймс Уэбб справа. Left: The Hubble Heritage Team (STScI/AURA/NASA). Right: NASA, ESA, CSA, and STScI

Объект NGC 3132 или туманность Южное кольцо, представляет собой расширяющееся облако газа, выпущенное умирающей звездой на расстоянии примерно 2 500 световых лет от Земли. На первый взгляд, виновницей происходящего является яркая звезда в центре, но на самом деле это не так - данная честь принадлежит гораздо более тусклой звездочке расположенной неподалеку.

На левом снимке - Южное кольцо, полученное Хабблом в далеком 1998 году. Изображение Джеймса Уэбба справа демонстрирует более высокое разрешение. Благодаря чему детали облака выглядят более четко, и можно увидеть, как более тусклая звезда фактически окутана собственным облачком газа и пыли.

Квинтет Стефана

Два взгляда на скопление галактик Квинтет Стефана - Хаббл слева, Джеймс Вебб справа. Left: Hubble. Right: NASA, ESA, CSA, and STScIСправа: Справа: NASA, ESA, CSA и STScI

Квинтет Стефана представляет собой кластер пяти галактик, которые будто бы несутся в космическом танце. Следует отметить, что крайняя левая галактика на самом деле расположена довольно далеко от остальных (примерно на расстоянии 250 миллионов световых лет от Земли). Просто она оказалась на том же видимом фрагменте неба.

Тем не менее, James Webb смог получить изображения всех пяти галактик гораздо более подробно, чем когда-либо прежде, заглянув в самое их сердце. В центре каждой галактики находятся сверхмассивные черные дыры, питающиеся пылью и газом, видимые как яркие пятна. Кроме того, на новом снимке можно наблюдать потоки газа, образующиеся при слиянии галактик, которое в итоге приведет к звездообразованию и породит огромные колебания всего звездного кластера. 

К слову, это самое объемное изображение Уэбба. Она представляет собой мозаику из почти 1 000 файлов, собранных в единую композицию, состоящую из более 150 миллионов пикселей и занимающую территорию примерно в одну пятую диаметра Луны.

SMACS 0723

Два изображения скопления галактик SMACS 0723 - Хаббл слева, Джеймс Вебб справа. Left: Hubble. Right: NASA, ESA, CSA, and STScI

Начиная с самого масштабного изображения Уэбба и заканчивая самым маленьким, взгляд телескопа на скопление галактик SMACS 0723 представляет собой маленький кусочек неба площадью с обычную песчинку, которую держат на расстоянии вытянутой руки. Это первое изображение глубокого поля Уэбба, которое позволяет заглянуть намного глубже в пространство и время, чем это делал Хаббл.

На снимке Хаббла слева видно множество тусклых звезд и галактик, но снимок Уэбба справа просто переливается светом, открывая множество скрытых от взора объектов. В частности, более красные галактики находятся намного дальше остальных, при этом их свет растянут в сторону красного диапазона из-за постоянно расширяющейся Вселенной. Поэтому многие из таких структур не видны Хабблу. 

Также на снимке Уэбба более наглядно представлен эффект гравитационной линзы, видимый как круглое размытое пятно в центре кадра. Массив звездного кластера своей колоссальной гравитацией фактически деформирует ткань пространства-времени, изгибая и увеличивая свет от других источников, расположенных за ним. Благодаря этому эффекту Уэбб сможет заглянуть еще глубже в космос, а значит, еще дальше в прошлое, чем любой другой телескоп, построенный к настоящему времени.

Но, пожалуй, самые яркие впечатления о потенциале нового телескопа можно получить из этого одноминутного видеоролика, подготовленного компанией "10 Questions Visualization". В нем не только показано, насколько более четким являются новые снимки, но и насколько увеличен масштаб изображений неба, демонстрируя поистине поразительную плотность новых объектов.

Разумеется, эти снимки - лишь первая серия, которая станет началом целого ряда потрясающих открытий и достопримечательностей. Весь научный мир с нетерпением ожидает новых встреч с неизведанной Вселенной, которые непременно произойдут благодаря мощным приборам Джеймса Уэбба.

Источники: NASA
(https://www.nasa.gov/webbfirstimages)