JWST - Космический телескоп имени Джеймса Уэбба

[LeMay]

  Из ежемесячных обзоров Сергея Попова.

  Самые ранние галактики в поле JADES Origins: функция светимости и темп звездообразования через 300 млн лет после Большого взрыва. http://arxiv.org/abs/2312.10033

  Авторы используют фотометрические данные JWST (14 полос) и HST (5 полос) для выделения кандидатов в галактики на z>12 (кандидатов, потому что красное смещение надо еще подтверждать спектрами, но явно для всех объектов это пока не получится - слишком слабые). Выделено 8 кандидатов на 12 < z < 15.

  Это компактные галактики с высоким темпом звездообразования. Поражает, что на таком красном смещении некоторые галактики видны как неточечные объекты, хотя размер менее 1 кпк! То, что галактики удалось разрешить - очень важно, потому что это позволяет утверждать, что излучение не определяется аккрецией на черную дыру.

  Построены модели галактик. Согласно им, звездная масса составляет 10⁷-10⁸ масс Солнца, а темп звездообразования 0.1-1 масс Солнца в год (для столь компактной области это много). Возраста оцениваются в несколько десятков миллионов лет. Т.е., на z>15 звезды там активно не формировались. Вообще, то что не обнаружено кандидатов на z>15 - это значимый результат. Так что в ближайшее время JWST позволит лучше понять, как менялся глобальный темп звездообразования на 10 < z < 20.

[Dayan]

В Архиве препринтов вышла статья об исследовании миниземли GJ 367 b с помощью JWST:
GJ 367b is a dark, hot, airless sub-Earth

Напомню, что сообщение об открытии с помощью TESS миниземли у красного карлика GJ 367 вышло в декабре 2021 года: TESS - космический телескоп для поиска экзопланет.
Позднее, в июле 2023-го, вышла статья об открытии с помощью HARPS двух дополнительных (не транзитных) планет в этой системе – TESS - космический телескоп для поиска экзопланет.

GJ 367 b – планета с радиусом ~ 0.699 R⊕, массой ~ 0.633 M⊕ и средней плотностью около 10.2 г/см³. Обращается на очень тесной к звезде орбите, a ≈ 0.00709 а.е., с периодом 0.3219 сут (7.726 часа). Её равновесная температура в предположении нулевого альбедо и равномерного распределения тепла оценивалась в 1365 K, инсоляция ~ 579 земной.

В сегодняшней статье авторы сообщают о том, что пронаблюдали GJ 367 с инструментом MIRI телескопа Джеймса Уэбба в спектральном диапазоне 5–12 мкм на протяжении 12.7 часов (~ 1.64 оборота планеты b). Глубина вторичного затмения составила 79 ± 4 ppm, относительный поток от ночной стороны планеты b к потоку от звезды составил всего 4 ± 8 ppm. Наблюдается небольшой сдвиг максимума излучения от звезды + дневной стороны планеты и фазы вторичного затмения на 10.6° ± 4.8° в восточном направлении, но авторы подчёркивают, что достоверность невелика (2.2σ) и сдвиг вполне может быть равным нулю. Если он всё же не равен нулю, то максимум температуры приходится не на подзвёздную точку, а значит есть влияние ветров в атмосфере.
Кроме того, затмение происходит на ~ 52 с позже времени транзита + половина орбитального периода. Это можно объяснить хоть и небольшим, но отличным от нуля эксцентриситетом орбиты GJ 367 b – это неудивительно, учитывая присутствие других (и массивных) планет на внешних орбитах.

Альбедо Бонда авторы оценили в 0.11 ± 0.09. Спектр излучения накладывает мало ограничений на состав поверхности, но исключает атмосферу из CO₂ с давлением ≳ 1 бар, восстановительную атмосферу с давлением ≳ 10 мбар или окислительную атмосферу с давлением ≳ 0.01 мбар.
Температура дневной стороны планеты оценивается в 1728 ± 90 K, температура ночной не превышает 847 K. Отсутствие эффективного переноса тепла исключает атмосферу с давлением около 1 бар в широком диапазоне составов, тогда как давление ~ 0.1 бар атмосферы может соответствовать данным. Большая часть дневной стороны должна быть расплавленной, и наблюдения на JWST позволяют предположить, что планета, должно быть, потеряла подавляющую часть своего первоначального запаса летучих веществ.

[Goodricke]

На одиноком коричневом карлике обнаружили признаки полярного сияния

Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили коричневый карлик W1935, на полюсах которого генерируется инфракрасное излучение атмосферного метана. Это явление должно соответствовать полярным сияниям, но у W1935 нет родительской звезды, поток частиц от которой мог бы вызывать возмущения в атмосфере.

Выбросы метана — общая черта газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн. Нагрев верхних слоев атмосферы, который приводит в действие такие выбросы, как правило, связан с полярными сияниями. Коричневые карлики в чем-то напоминают такие планеты: они занимают промежуточное положение между газовыми гигантами и звездами. В недрах коричневых карликов уже могут протекать термоядерные реакции, но их недостаточно для свечения.

На Земле полярные сияния возникают, когда энергичные частицы солнечного ветра, захватываются магнитным полем планеты. Они спускаются в атмосферу вдоль линий магнитного поля вблизи полюсов Земли, сталкиваясь с молекулами газа и создавая танцующие завесы света. На Юпитере и Сатурне полярные сияния связывают как с солнечным ветром, так и с воздействием ближайших активных и массивных спутников — Ио у Юпитера и Энцелада у Сатурна.

У изолированных коричневых карликов, таких как W1935, отсутствуют родительские звезды, которые могли бы генерировать поток заряженных частиц. Поэтому источник, который генерирует полярные сияние и объясняет энергию в верхних слоях атмосферы, необходимую для выброса метана, остается загадкой.

Исследователи предполагают, что может существовать иной источник, характерный для крупных планет, но еще не найденный на Юпитере и Сатурне, кроме того, сияние может вызывать межзвездная плазма или неизвестный спутник W1935. Ученые надеются, что дальнейшие наблюдения прольют свет на эту тайну.


https://hightech.fm/2024/01/10/brown-dwarf-aurorae
https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-finds-signs-of-possible-aurorae-on-isolated-brown-dwarf/

[Wert]

Работа по атмосфере планеты TRAPPIST-1b, опубликованная в декабре, которую не заметили на форуме. В ней рассматриваются наблюдения на длине волны 12,8 мкм, в дополнении к эмиссии на длине волны 15 мкм, которая рассматривалась в  более ранней мартовской работе и позволила сделать вывод об отсутствии атмосферы и низком альбедо. Теперь же, выводы уже не так однозначны. Данные согласуются как с безатмосферными условиями и невыветренными звездным ветром ультраосновными породами, так и с толстой атмосферой из СО₂, обладающей дымкой.

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве опубликована статья о наблюдениях с помощью NIRCam горячей землеразмерной планеты у красного карлика GJ 341 b:
https://arxiv.org/pdf/2401.06043.pdf

Планета прошла валидацию, ее радиус 0.92 радиуса Земли, масса неизвестна, но из-за малых размеров ожидается железокаменный состав. Эффективная температура при нулевом альбедо и эффективном теплопереносе на ночную сторону 540 К, если теплоперенос не эффективен, то температура дневного полушария 760 К.
Родительская звезда близкая (10.4 пк) и яркая (5.6 величины в полосе К). Наблюдали 3 транзита 2 и 10 марта и 17 апреля 2023 года. Обрабатывали данные тремя различными алгоритмами для получения трансмиссионных спектров и сравнивали их между собой и с различными моделями.
В результате трансмиссионный спектр практически плоский. В полученные данные вписываются модели: безатмосферного тела, атмосферы из водяного пара, из углекислого газа, атмосфера с плотной дымкой. Исключены атмосфера, богатая водородом (с металличностью меньше 350), а также с невысокой достоверностью – атмосфера из метана.
В общем, результат скромный, в основном из-за малых размеров планеты и мелких транзитов.

[Olweg]

Теперь же, выводы уже не так однозначны. Данные согласуются как с безатмосферными условиями и невыветренными звездным ветром ультраосновными породами, так и с толстой атмосферой из СО2, обладающей дымкой.

В результате трансмиссионный спектр практически плоский. В полученные данные вписываются модели: безатмосферного тела, атмосферы из водяного пара, из углекислого газа, атмосфера с плотной дымкой. Исключены атмосфера, богатая водородом (с металличностью меньше 350), а также с невысокой достоверностью – атмосфера из метана.

Да, пока даже JWST не может "взломать" эти плоские спектры...

[Dayan]

Да, пока даже JWST не может "взломать" эти плоские спектры...

Да, но пока наблюдалось маленькое количество транзитов. В статьях с моделированием трансмиссионных спектров землеразмерных планет, которые выходили до первых результатов JWST, говорилось о том, что для уверенной регистрации линий поглощения в атмосфере нужны наблюдения десятков, а то и сотен транзитов какой-либо планеты у TRAPPIST-1 или другой звезды. И это в идеальном случае отсутствия заметных дымок и облачности. Думаю, по мере накопления данных, вместе с эмиссионными спектрами, какая-то часть вопросов с атмосферами начнёт проясняться.

[Кремальера]

Планета прошла валидацию, ее радиус 0.92 радиуса Земли, масса неизвестна, но из-за малых размеров ожидается железокаменный состав. Эффективная температура при нулевом альбедо и эффективном теплопереносе на ночную сторону 540 К, если теплоперенос не эффективен, то температура дневного полушария 760 К.
Родительская звезда близкая (10.4 пк) и яркая (5.6 величины в полосе К).

Хм..интересно.А этот самый Уэбб,как весьма долгожданный инструмент,не дал ли увеличения количества звезд(открыв новые,скажем малозаметные карлики) в радиусе 25-30 световых лет от Земли? Или телескоп пока не разворачивали для близкого поиска? Может у Проксимы тихохонько сидит какой-нибудь красно-коричневый карлик с обитаемой планеткой типа Баунти..

[vika vorobyeva]

А этот самый Уэбб,как весьма долгожданный инструмент,не дал ли увеличения количества звезд (открыв новые,скажем малозаметные карлики) в радиусе 25-30 световых лет от Земли? Или телескоп пока не разворачивали для близкого поиска? Может у Проксимы тихохонько сидит какой-нибудь красно-коричневый карлик с обитаемой планеткой типа Баунти

Насколько я понимаю, наличие массивных тел в окрестностях Проксимы закрыто и методом лучевых скоростей, и астрометрией. Лучевую скорость Проксимы измерял ESPRESSO, точность которого ~0.3 м/с. Если бы там находилось что-то массивное, оно внесло бы дополнительный дрейф лучевой скорости и было бы замечено. Там еще могут быть (и наверняка есть) планеты легче Нептуна, но все тяжелее Юпитера исключено.

[Goodricke]

Космический телескоп «Джеймс Уэбб»  обнаружил «кошачий хвост» в звёздной системе «Бета Живописца»

https://www.ixbt.com/news/2024/01/13/dzhejms-ujebb-obnaruzhil-koshachij-hvost-v-zvjozdnoj-sisteme-beta-zhivopisca.html
https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-discovers-dusty-cats-tail-in-beta-pictoris-system/

[Goodricke]

Новый снимок от JWST

Область H II в Большом Магеллановом Облаке

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/01/A_massive_cluster_is_born

[nebula128]

   Нигде тут не могла найти обсуждение того, что самые ранние  галактики, которые показывает Джеймс Вебб оказались далеко не молодыми , а слишком развитые, если подходить по канонам теории происхождения вселенной и БВ. Подскажите, плиз,  где здесь это найти. Или это  здесь никому не интересно, что начали возникать сомнения в БВ?  Или какие есть у кого идеи на данную тему?

[LeMay]

   Нигде тут не могла найти обсуждение того, что самые ранние  галактики, которые показывает Джеймс Вебб оказались далеко не молодыми , а слишком развитые, если подходить по канонам теории происхождения вселенной и БВ. Подскажите, плиз,  где здесь это найти. Или это  здесь никому не интересно, что начали возникать сомнения в БВ?  Или какие есть у кого идеи на данную тему?

 

  Из ежемесячных обзоров Сергея Попова:
 
  Лямбда-CDM модель все еще жива: массивные галактики с бальмеровским завалом встречаются реже, чем утверждалось ранее (Labmda-CDM not dead yet: massive high-z Balmer break galaxies are less common than previously reported) http://arxiv.org/abs/2310.03063

  Как и ожидалось, более детальные и многочисленные исследования далеких галактик с помощью JWST существенно смягчили сенсационность результата, связанного с заявленным обилием массивных проэволюционировавших галактик на больших красных смещениях.
  В данной статье авторы используют более обширную выборку по сравнению с ранними публикациями результатов JWST. Новый анализ показывает, что галактики не столь массивны, как полагали в начале, а кроме того, количество необычных объектов не так велико.

[vika vorobyeva]

Важная новость: JWST открыл свои первые планеты (правда, пока кандидаты) путем получения изображений:
https://arxiv.org/pdf/2401.13153.pdf

JWST с помощью инструмента среднего инфракрасного диапазона MIRI (5-12 мкм) наблюдал два одиночных белых карлика WD1202−232 и WD2105−82, чьи водородные атмосферы загрязнены тяжелыми элементами (а значит, на них происходит выпадение астероидного вещества). Наблюдения велись с 4 фильтрами F560W, F770W, F1500W и F2100W. Были обнаружены два слабых инфракрасных источника – WD1202−232 b на расстоянии 1.11 ± 0.04 угловых секунд и WD2105−82 b на расстоянии 2.14 ± 0.02 угловых секунд, что соответствует линейному расстоянию (в проекции на небесную сферу) 11.47 а.е. и 34.62 а.е., соответственно. Объекты сравнительно холодные (на длинных волнах их блеск больше). Авторы утверждают, что с вероятностью 3000:1 перед нами газовые гиганты массой 1-7 масс Юпитера (а вероятнее всего 1-2 масс Юпитера).
Конечно, остается шанс, что кандидаты являются фоновыми источниками. Авторы предлагают проверить это, повторив наблюдения спустя пару лет. Родительские звезды близкие (10.4 и 16.2 пк), имеют заметное собственное движение. При будущих наблюдениях станет ясно, движутся ли кандидаты вместе со своими звездами или нет.

[vika vorobyeva]

Еще одна интересная статья, посвященная наблюдениям горячего юпитера WASP-43 b:
https://arxiv.org/pdf/2401.13027.pdf

Авторы наблюдали полный оборот WASP-43 b на JWST с помощью MIRI. Наблюдения велись в диапазоне 5-12 мкм, но для анализа использовались данные, полученные в диапазоне 5-10.5 мкм из-за систематики в длинноволновых каналах.
Получили замечательную фазовую кривую с транзитом и вторичным минимумом. Измерили температурный контраст между полушариями: температура дневного 1524 ± 35 К, температура ночного 863 ± 23 К. Атмосфера дневного полушария, скорее всего, безоблачная, атмосфера ночного покрыта облаками, которые становятся непрозрачными для ИК-излучения на уровне давления 100 мбар. Состав облаков, скорее всего – силикаты магния и/или сульфиды натрия и марганца.
Самая горячая область на дневном полушарии сдвинута от подзвездной точки к востоку на 7.3 ± 0.4°.
Водяной пар обнаружен в спектре и дневного, и ночного полушарий. Метан, наоборот, не обнаружен.

[nebula128]

более детальные и многочисленные исследования далеких галактик с помощью JWST существенно смягчили сенсационность результата, связанного с заявленным обилием массивных проэволюционировавших галактик на больших красных смещениях.

А вот  Каку  по моему сильно заинтересовался и возбудился на эту тему. "но наши ученые доказали..."

[Vavanzer]

А вот  Каку  по моему сильно заинтересовался и возбудился на эту тему. "но наши ученые доказали..."

  Самое интересное будет, когда Уэбб достанет до условной границы, дальше которой галактик нет и быть не могло, тк они не могли бы возникнуть до большого взрыва!)) И еще , до этой границы должно быть видно эпоху когда все галактики формировались, кучковались, только только зарождались...

Но я уже сделал ставку, еще лет 5-7 назад, до запуска, что Уэбб увидит такое, что заставит пересмотреть действующую теорию!

https://naked--science-ru.turbopages.org/naked-science.ru/s/article/astronomy/vidyashhii-nevozmozhnoe
Там несколько статей подряд по теме!

[Goodricke]

19 снимков близлежащих галактик, запечатлённых «Джеймсом Уэббом»

Все они запечатлены при помощи камеры NIRCam (ближний ИК‑диапазон) и прибора MIRI (средний ИК‑диапазон) космического телескопа «Джеймс Уэбб»

https://esawebb.org/news/weic2403/
https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-depicts-staggering-structure-in-19-nearby-spiral-galaxies/

[Goodricke]

Галактика NGC 628 от JWST и Hubble 

[LeMay]

  Из ежемесячных обзоров Сергея Попова.

 Открытие гравитационно связанных звездных скоплений спустя 460 млн лет после Большого взрыва (The discovery of bound star clusters 460 Myr after the Big Bang). http://arxiv.org/abs/2401.03224

  Наблюдения на JWST позволили изучить несколько звездных скоплений в линзированной галактике на z>10 (460 млн. лет после начала расширения).

  Скопления имеют звездную массу около миллиона солнечных (пять скоплений вместе дают минимум 30% звездной массы своей галактики). При этом их эффективные размеры меньше 1 пк. В результате имеем колоссальную поверхностную плотность звезд. Возраста скоплений 10-35 млн. лет. Можно показать, что скопления гравитационно связанные.

  Все это интересно не только само по себе, но и в контексте вклада звезд в реионизацию вселенной. Такие скопления должны были играть очень существенную роль в этом процессе.
  Добавлю, что авторы назвали эти долгожданные скопления "протошаровыми".