Ősöreg galaxisok, forró fiatal csillagok, mohó fekete lyukak – az univerzum féltett titkait tárja fel a Webb-űrtávcső

Essünk túl rajta a legelején: a világ vezető űrügynöksége teljesen elfelejtette, hogyan kell egy híradóra való élő adást összerakni, több helyszínt élőben kapcsolni, egy százezrek által nézett műsort tűrhető minőségben levezényelni. Az évszázad legnagyobb izgalommal várt tudományos, csillagászati premierje, a James Webb űrteleszkóp első színes, nagy felbontású képeinek bemutatása, nagyjából úgy sikerült, mint egy labdarúgó megye kettes forduló körkapcsolása három iskolarádió közt. A NASA magyar idő szerint kedden fél ötkor kezdődött élő műsora első perctől az utolsóig hemzsegett a szörnyen kínos adáshibáktól és rendezői bénázásoktól, amik miatt a nagy horderejű nemzetközi csillagászati esemény végtelenül amatőr színezetet kapott. 

Pedig a bemutatott első eredmények fantasztikusak, mindaz amit láttunk, önmagáért beszélt és igazolta az utolsó beleölt centet is. Mindenki, aki egy hangyányit is részt vett ebben a gigászi projektben, egész életére büszke lehet magára, de még az ükunokái is rá. Ne is vesztegessük a szót a pocsék műsorra (nem is ágyazzuk be ide, ezen a linken megtekinthető a YouTube-ra feltöltött szűk egyórás felvétel), jöjjenek inkább a csillagászat új korszakának kezdetét jelző, nagy izgalommal várt képek.

A Webb első mélyégi felvétele

Legelőször a hétfőn már az amerikai elnök által bemutatott Webb’s First Deep Field fotót ismertették. Erről részletesen írtunk hétfő éjszakai cikkünkben, a keddi bemutató annyiból adott többet, hogy közzétették a SMACS 0723 galaxishalmazról készült kép közeli infravörös (NIR) részletekről lecsupaszított, közép-infravörös verzióját is, ami a JWST MIRI műszerével készült (Mid-Infrared Instrument). Az alábbi képpáron balra a MIRI, jobbra a NIRCam verzió látható. 

A MIRI kép különlegessége, hogy kisebbek, hópiheszerűek rajta a NIRCam képen látható nagy hatágú csillagok. Minden más kékes folt, egy-egy távoli galaxis, amik már nem tartalmaznak csillagport, csupán öregedő, életciklusuk végén járó csillagokat. A vörös foltok java része nagy valószínűséggel roppant távoli galaxis – ezek a csillagporba burkolózó csillagvárosok az univerzum általunk most megismert legöregebb objektumai, amikről már csak nagyon halvány infravörös jeleket lehet észlelni, és amely jelek rögzítéséért gyakorlatilag a kifejezetten infravörös-érzékenyre tervezett James Webb űrteleszkópot építették. 

A NASA bemutatott négyet ezen ősöreg galaxisok közül, az egyik 11,3 milliárd, a másik 12,6 milliárd, a harmadik 13 milliárd míg a negyedik 13,1 milliárd éves lehet számításaik szerint. A NIRCam műszer spektroszkópos adatai szerint hidrogén és oxigén jelenléte mutatható ki bennük:

Íme a jelenleg ismert legöregebb galaxis oxigén, hidrogén és neon jelenlétéről árulkodó spektroszkópos adatai:

A JWST fentebb emlegetett kiváló érzékenységét jól mutatja, hogy míg nagy elődjének, a Hubble űrtávcsőnek több hétig tartó expozícióra volt szüksége, hogy elkészítsen egy-egy a fentihez hasonló, galaxisoktól hemzsegő mélyűri fotót (a nevezetes Hubble Deep Field és Hubble Ultra Deep Field fotókat), addig a JWST a messzibb látó, jóval részletgazdagabb felvételeit pár óra alatt készítette.

Egy forró Jupiter

A második JWST-célpont amiről beszámoltak, a WASP-96 b exobolygó volt. Ez egy olyan égitest, ami a Földünktől 1150 fényévre lévő csillag körül kering. A WASP-96 b meglehetősen közel és gyorsan kering központi csillaga körül, egy kört kevesebb mint négy nap alatt tesz meg. Magáról a bolygóról nincs közvetlen felvétel, létéről csillaga fényességének alig észrevehető periodikus csökkenése árulkodik, valahányszor a bolygó elhalad előtte. 

A WASP-96 b légkörének összetételéről kiadott spetroszkópos adatok:

A kutatók az eddig begyűjtött adatok alapján már tudják, hogy egy a mi Jupiterünkhöz hasonló óriásbolygóról van szó, légköre forró (725 Celsius-fokos) és főként vízgőzből áll. Mostanáig egyetlen exobolygóról sem álltak rendelkezésre ennyire megbízható, ilyen részletes adatok, ezek alapján nyugodtan kijelenthető: a JWST a Naprendszerünkön kívüli bolygók felfedezésében és megismerésében forradalmi távlatokat nyitott.

A Déli Gyűrűs-köd, ahogy még sosem látták a csillagászok

A Földünktől kétezer fényévre lévő NGC 3132 planetáris köd nem más, mint egy haldokló csillag által ledobott anyagfelhő táguló gyűrűje a csillagból megmaradt fehér törpe körül. A déli égbolton, a Vitorla csillagképben található nebula átmérője 0,5 fényév, és a JWST által készített NIRCam és MIRI felvételek mindegyike páratlan részletességgel mutatja be a csillag életútjának végén levetett anyag szerkezetét. 

Sőt, a MIRI kép bizonyítékot szolgáltat arra is, hogy nem is egy csillagról, hanem egy ikerpárról van szó: a nebula középpontjában két fehér törpe is látható. 

A fenti fotók bal oldalán jól látható csíkról alaposabb vizsgálat után a kutatók megállapították, hogy egy felénk a peremével forduló galaxis.

A Stephan-ötös két verziója

A negyedikként bemutatott JWST-célpont egy a csillagászok körében jól ismert galaxiscsoport a Pegazus csillagképben. Közülük négy nagyon közel esik egymáshoz, a kép közepén látható két csillagváros gyakorlatilag épp felfalja egymást, azonban a kép bal széléhez közeli NGC 7320 galaxis csak a kép előterében van, igazából jóval közelebb van a Földhöz, mint négy társa.

A fenti kép eredetije a JWST eddigi legnagyobb, csaknem ezer felvételből összefűzött mozaikképe. A teljes kép 150 megapixeles és nagyjából akkora égrészt fed le, mint a Hold átmérőjének egyötöde. A galaxis-kvintett kavargásában születőben lévő napok, forró fiatal csillagok millióit lehet látni, miközben a hátteret sokmilliárd éves távoli galaxisok pettyezik sűrűn. Az összeütköző galaxisok lökéshulláma által tépázott csillagközi köd részleteitől pedig egyszerűen leesik az ember álla.

A Stephan-ötös MIRI-verziója letisztultabb képet ad a galaxisok rejtett szerkezetéről, olyan részleteket tár fel, amilyet mostanáig nem láttak a csillagászok. A JWST MIRI műszere ugyanis képes átlátni az űr poros, ködös régióin:

A képen érdemes a legfölső galaxist szemügyre venni, aminek középpontját vakító fényforrásként látjuk. A NGC 7319 galaxis közepén a mi napunknál 24 milliószor nagyobb tömegű, szupernehéz fekete lyuk rejtőzik, amit nem látunk ugyan, de jelenlétét mohó étvágya elárulja: nagy erővel szívja magába a körülötte keringő anyagot, miközben 40 milliárd Nappal egyenértékű energiát lövell ki magából. 

Az NGC 7329 galaxis fekete lyukát körülvevő gázok spektroszkópos elemzése megmutatja azok fő összetevőit:

Atomi és molekuláris hidrogén valamint vasionok – többek között ezekkel táplálkozik a közvetve megfigyelt fekete lyuk.

A Carina-köd pereme sosem látott részletességben

Jó dramaturgiai érzékkel a végére hagyták az ötödik célpontot, az Éta Carinae nevű kiterjedt és roppant bonyolult struktúrájú csillagköd pereméről készült két fotót. A Földtől mintegy 7600 fényévre lévő, látványos csillagközi gázfelhő csak a déli féltekéről látható. A Carina csillagképben található ködben jelenleg is zajlik a csillagkeletkezés, rengeteg fiatal, nagy tömegű csillag bölcsője ez a mélyűri objektum. 

Az alábbi felvétel a közeli infravörös tartományban készült, és elképesztő részleteket mutat be a köd pereméről, olyan struktúrákkal, amiket látva csak néztek a csillagászok, hogy 

hát ez meg mi? 

Korábban sosem látott, intenzív ultraibolya sugárzásban ragyogó csillagok százai, üreges, barlangos szerkezetű gázfelhők, csillagközi széltől tépett, fortyogó anyag magasba lövellő oszlopai – olyan galaktikus tájkép, amihez foghatót még nem látott az emberiség.

A MIRI és NIRCam műszerek kombinált képe a Carina-ködben születő csillagok bölcsőjéül szolgáló régiókat mutatja meg részletesebben:

A Webb csodálatos képessége, hogy a világegyetem mércéjével mérve csupán pillanatokig, 50-100 ezer évig tartó csillagszületési periódust is képes eddig nem látott érzékenységgel és mélységben megörökíteni.

Kétségkívül új korszak előtt áll a csillagászat. A James Webb űrteleszkóp a fenti felvételeket üzembe helyezésétől számítva egyetlen hét leforgása alatt készítette. Ez azt jelenti, hogy innentől, amíg a JWST üzemel – várhatóan több mint 10 évig – hetente érkezhetnek a nagy horderejű csillagászati felfedezések, amik feltárják az univerzum legféltettebb titkait.

Nyitókép: NASA, ESA, CSA, STScI