JWST - Космический телескоп имени Джеймса Уэбба

[DELVIG]

                                    Уэбб исследует  динамичный пылевой диск.

 На новом снимке, сделанном космическим телескопом Джеймса Уэбба объект HH 30 представлен в беспрецедентных деталях.HH 30 представляет собой протопланетный диск, окруженный струями и дисковым ветром, и находится в темном облаке LDN 1551 в молекулярном облаке в созвездии Тельца.
 Объединив наблюдения Уэбба с данными космического телескопа "Хаббл" и большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Atacama (ALMA), команда учёных смогла изучить вид диска  в широком диапазон волн.
На снимках, сделанных с помощью Webb, Hubble и ALMA, видны несколько различных структур, которые вложены одна в другую. Из узкого центрального диска под углом 90 градусов выходит высокоскоростная струя газа. Узкая струя окружена более широким конусообразным оттоком. Конусообразный отток окружен широкой туманностью, которая отражает свет молодой звезды, расположенной внутри диска. В совокупности эти данные показывают, что HH 30 является динамичным местом, где как крошечные пылинки, так и массивные струи играют роль в формировании новых планет.

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_investigates_a_dusty_and_dynamic_disc#msdynmkt_trackingcontext=6886d36d-d0f1-4658-80d4-c4aaf4c5adf2

[DELVIG]

Новаторское исследование, проведенное канадскими астрономами с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), позволило по–новому взглянуть на то, как формируются планеты.
Команда сосредоточилась на PDS 70, молодой звездной системе, расположенной на расстоянии 370 световых лет от нас, где в процессе формирования находятся две планеты. Используя мощные возможности JWST, исследователи раскрыли ключевые детали об этих зарождающихся мирах и вращающемся диске из газа и пыли, из которого они появляются.
Система PDS 70, возраст которой составляет всего пять миллионов лет, содержит диск из материала, окружающий молодую звезду. Заметный разрыв в диске указывает на местоположение двух растущих планет, PDS 70 b и PDS 70 c, которые активно собирают материал для формирования своей атмосферы и массы.

На иллюстрации:
Красно-желтое свечение, основанное на данных модели JWST, показывает растущие планеты и свет, отражающийся от крошечных пылинок на поверхности диска. Эти пылинки настолько малы, что рассеивают свет в основном вперед, поэтому мы не можем видеть дальнюю сторону диска. Слабое голубое кольцо, полученное с помощью большой миллиметровой/субмиллиметровой матрицы Atacama (ALMA), подчеркивает более холодное излучение от более крупных частиц пыли, расположенных по всему диску. В центре системы находится скрытая центральная звезда, а пунктирные круги обозначают предсказанное местоположение планет на основе более ранних наземных наблюдений.

https://exoplanetes.umontreal.ca/en/jwst-captures-unprecedented-glimpse-of-planet-formation-in-the-pds-70-system
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad9b94

[Foma]

В "Успехах физических наук" вышел интересный обзор про наблюдения первых галактик на JWST в 2022-2024 гг:
О.К. Сильченко «Галактики в первый миллиард лет расширения Вселенной»
Изложены основные методы исследования, общая база про образование первых галактик, что представляли до JWST, что надеялись увидеть и что увидели.
Основные результаты следующие:
1) Проведено 2 глубоких обзора на площадках CEERS и JADES, обнаружено несколько сотен галактик с фотометрическим z>8, из них несколько десятков - с z_phot>12, в паре случаев красные смещения подтверждены спектроскопически. Ярких галактик оказалось на порядок больше ожидаемого, некоторые - очень массивные. У одной из самых далеких, JADES-183348 на z~14.4, определена звездная масса ~10⁹ солнечных масс, что на 2 порядка превосходит ожидания моделей.
2) Предложено несколько объяснений, от технических до концептуальных. Наиболее плодотворная идея связана со сменой режима звездообразования. Ранее из наблюдений ближней Вселенной было установлено, что если разделить звездную массу какой-то галактики на ее текущие темпы звездообразования, то время набора этой звездной массы оказывается порядка возраста Вселенной на данном z. То есть за редким исключением галактики формируют свою звездную массу в плавном режиме, по зависимости экспоненциального типа с характерным временем спадания 7 млрд лет. Это было железно показано для z<2, но с накоплением статистики для больших z обнаружилась популяция галактик, застигнутых в момент вспышки звездообразования. При z~4 таких нашлось 10%, при z~5 уже 12%, а при  z~6-7 (спасибо данным JWST) - почти 50%. При z>9 почти все массивные галактики демонстрируют звездообразование в режиме сильной вспышки с временным масштабом в десятки миллионов лет. То есть на больших красных смещениях мы видим только галактики в момент вспышки звездообразования и не видим таких же галактик между вспышками звездообразования. Это похоже фундаментальный результат, но его физическая природа из стандартной космологической модели не улавливается.
3) Эволюция масс сверхмассивных черных дыр. В ближней Вселенной почти в каждой галактике есть СМЧД, их массы пропорциональны массам галактик, примерно 0.2-0.8% для сфероидальных галактик и ~0.01% для дисковых. Такая связь намекает на синхронную эволюцию СМЧД и галактик, например в ходе иерархических слияний, однако в последние годы оказалось, что все не так просто. Было показано, что на z>4 уже попадаются СМЧД массой в 1-10% от массы галактики, а JWST обнаружил абсолютного рекордсмена - объект JADES GN 1146115 на z=6.67, у которого звездная масса равна массе СМЧД. То есть наблюдения говорят о том, что сначала вырастает центральная черная дыра, а потом уже - галактика вокруг нее. И темпы набора массы ЧД должны быть очень высокими - миллиард масс солнца за полмиллиарда лет. Предложено несколько сценариев быстрого образования массивных СМЧД в ранней Вселенной и все они по своему экзотические: затравочная ЧД в 100-1000 масс солнца на z~20-40, прямой коллапс газового облака в ЧД, минуя звездообразование, а также первичные черные дыры. Каждый сценарий технически возможен, но почему это вообще так происходит, пока непонятно.

[DELVIG]

                        JWST случайно сделал селфи

На прошлой неделе НАСА представило первые в истории снимки с JWST, которые, правда, получились довольно размытыми.  Основная приборная камера JWST, NIRCam, оснащена специальным объективом, который можно использовать во время инженерных работ, в настоящее время занятых выравниванием 18 сегментов ее основного зеркала. На снимке видно, что один из шестиугольных сегментов очень яркий. Он указывал на HD 84406, звезду в созвездии Большой Медведицы, которая является яркой и изолированной и идеально подходит для использования инженерами JWST в процессе выравнивания.

https://www.iflscience.com/jwst-revealed-surprise-selfie-along-with-its-first-image-62614

[DELVIG]

Ошибочка вышла...

[Goodricke]

                        JWST случайно сделал селфи

На прошлой неделе НАСА представило первые в истории снимки с JWST, которые, правда, получились довольно размытыми.  Основная приборная камера JWST, NIRCam, оснащена специальным объективом, который можно использовать во время инженерных работ, в настоящее время занятых выравниванием 18 сегментов ее основного зеркала. На снимке видно, что один из шестиугольных сегментов очень яркий. Он указывал на HD 84406, звезду в созвездии Большой Медведицы, которая является яркой и изолированной и идеально подходит для использования инженерами JWST в процессе выравнивания.

https://www.iflscience.com/jwst-revealed-surprise-selfie-along-with-its-first-image-62614

Очень старые новости February 14, 2022 

[DELVIG]

Очень старые новости February 14, 2022 

Шрифт у вас уж очень маленький.

[Goodricke]

«2000°C и облака»: Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил уникальную атмосферу ультрагорячего нептуна

Джеймс Уэбб изучил атмосферу необычной экзопланеты LTT 9779 b — так называемого ультра-горячего Нептуна, расположенного в 264 световых годах от нас. Это весьма редкий тип экзопланет. Найти планету такого размера так близко к звезде — всё равно что обнаружить снежок, который не растаял в огне.

https://www.ixbt.com/news/2025/02/25/2000c-i-oblaka-teleskop-dzhejms-ujebb-obnaruzhil-unikalnuju-atmosferu-ultragorjachego-neptuna.html
https://exoplanetes.umontreal.ca/en/jwst-forecasts-partially-cloudy-skies-on-ultra-hot-neptune-ltt-9779-b/
https://www.nature.com/articles/s41550-025-02488-9

[DELVIG]

Новые снимки галактики NGC 2283, сделанные Webb Space Telescope, были получены в рамках программы наблюдений, посвященной пониманию связей между звездами, газом и пылью в близлежащих галактиках с активным звездообразованием. NGC 2283 - всего лишь одна из 55 галактик в локальной Вселенной, исследованных для этой программы. Все галактики, изученные в рамках этой программы, являются массивными галактиками, образующими звезды, расположенными достаточно близко, чтобы можно было разглядеть отдельные звездные скопления и газовые облака. Плотные скопления газа, подсвеченные молодыми звездами, свидетельствуют об активном звездообразовании, которое превращает холодный газообразный водород в сверкающие звезды в NGC 2283.
Чуть более двух лет назад, 28 января 2023 года, в NGC 2283 была обнаружена сверхновая под названием SN 2023AXU. Со временем газ, обогащенный сверхновыми, включается в состав новых поколений звезд, продолжая жизненный цикл газа и звезд в галактиках по всей Вселенной.

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2025/02/Webb_visits_a_star-forming_spiral#msdynmkt_trackingcontext=5cf9867d-169a-4557-9dbf-d3f7bcaaee15

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве вышла статья о попытках получить трансмиссионный спектр мини-нептуна TOI-776 c с помощью NIRSpec/G395H на борту JWST: https://arxiv.org/pdf/2502.20501

Напомню, что TOI-776 c вращается вокруг красного карлика спектрального класса M1V на среднем расстоянии ~0.1 а.е. и делает один оборот за 15.665 суток. Масса планеты по последним данным оценивается в 6.9 ± 2.6 масс Земли, радиус – в 2.05 ± 0.08 радиусов Земли, эффективная температура равна 420 ± 10 К (температурный режим Меркурия).
Авторы пронаблюдали два транзита 11-12 и 27 мая 2023 года в лучах с длиной волны 2.87-5.14 мкм.
Трансмиссионный спектр оказался примерно плоским, никаких явных деталей в нем не обнаружилось. Если считать атмосферу безоблачной выше уровня давления 1 миллибар, это означает ее обогащенность тяжелыми элементами как минимум в 180-240 раз относительно солнечного значения, что соответствует средней молекулярной массе >7.7 г/моль. Впрочем, рассмотрев упрощенные модели (водород + гелий + водяной пар или углекислый газ), авторы получили более мягкие нижние пределы на содержание этих газов: углекислого газа должно быть больше 8%, а водяного пара – больше 4%.
По большому счету, исключена только атмосфера солнечного состава, и то в отсутствии высотной дымки.
Авторы предлагают пронаблюдать транзиты TOI-776 c в линии гелия 1083 нм и на JWST в других спектральных диапазонах.

[DELVIG]

В рамках программы General Observer Program 3548 было проведено  исследование изолированного объекта планетарной массы SIMP 0136, основанный на недавних наблюдениях космического телескопа Джеймса и предыдущих наблюдениях с Хаббла, Спитцера и многочисленных наземных телескопов.
Международная группа исследователей обнаружила, что ранее наблюдавшиеся изменения яркости объекта планетарной массы, известного как SIMP 0136, должны быть результатом сложного сочетания атмосферных факторов и не могут быть объяснены только облаками. Используя James Webb Space Telescope для наблюдения за спектром ИК излучения, исходящего от SIMP 0136 в течение двух полных периодов вращения, команда смогла обнаружить изменения в облачных слоях, температуре и химическом составе углерода, которые ранее были скрыты от глаз. Полученные результаты дают важнейшее представление о трехмерной сложности атмосфер газовых гигантов внутри и за пределами нашей Солнечной системы. Подробное описание подобных объектов является важной подготовкой к получению прямых изображений экзопланет, планет за пределами нашей Солнечной системы, с помощью  Nancy Grace Roman Space Telescope, который планируется запустить в эксплуатацию в 2027 году. Быстро вращающийся, свободно плавающий SIMP 0136 - это объект, масса которого примерно в 13 раз превышает массу Юпитера, расположенный  всего в 20 световых годах от Земли. Хотя SIMP 0136 не классифицируется как экзопланета— газовый гигант — она не вращается вокруг звезды и может быть коричневым карликом, - она является идеальной мишенью для экзометеорологии: это самый яркий объект такого рода . Поскольку она изолирована, за ней можно наблюдать, не опасаясь светового загрязнения или изменчивости, вызванной звездой-хозяйкой. А короткий период ее вращения, составляющий всего 2,4 часа, позволяет проводить исследования очень эффективно. До наблюдений James Webb Space Telescope  SIMP 0136 был тщательно изучен с помощью наземных обсерваторий и космических телескопов НАСА "Хаббл" и "Спитцер". “Мы уже знали, что оно различается по яркости, и были уверены, что существуют неоднородные слои облаков, которые то появляются, то исчезают из поля зрения и эволюционируют с течением времени”, - объяснила Эллисон Маккарти, доктор Бостонского университета и ведущий автор исследования, опубликованного в Astrophysical Journal Letters. “Мы также думали, что могут быть колебания температуры, химические реакции и, возможно, некоторые эффекты полярного сияния, влияющие на яркость, но мы не были уверены”. Чтобы выяснить это, команде понадобилась способность James Webb Space Telescope очень точно измерять изменения яркости в широком диапазоне длин волн.
На картинках:

1.Концепция художника показывает, как мог бы выглядеть изолированный объект планетарной массы SIMP 0136, основанный на недавних наблюдениях космического телескопа Джеймса Уэбба и предыдущих наблюдениях с Хаббла, Спитцера и многочисленных наземных телескопов.
2. Кривые блеска показывающие изменение яркости трех различных наборов длин волн (цветов) ближнего инфракрасного излучения, исходящего от изолированного объекта планетарной массы SIMP 0136 при его вращении. Излучение было зафиксировано с помощью спектрографа  NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона), который собрал в общей сложности 5726 спектров - по одному каждые 1,8 секунды — в течение примерно 3 часов 23 июля 2023 года. Считается, что изменения яркости связаны с различными особенностями атмосферы — глубокими облаками, состоящими из частиц железа, более высокими облаками, состоящими из крошечных зерен силикатных минералов, и высокогорными горячими и холодными точками, которые то появляются, то исчезают из поля зрения. Диаграмма справа иллюстрирует возможную структуру атмосферы SIMP 0136, при этом цветные стрелки обозначают те же длины волн света, что и на кривых блеска. Толстые стрелки обозначают большее количество (более яркого) света; тонкие стрелки обозначают меньшее количество (более тусклый) света.

https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-exposes-complex-atmosphere-of-starless-super-jupiter/

[vika vorobyeva]

Сегодня в Архиве вышла статья о наблюдениях с помощью MIRI/JWST массивной планеты-гиганта у белого карлика WD 0806-661: https://arxiv.org/pdf/2503.04531

Напомню, это эта планета была открыта на снимках "Спитцера" в 2011 году. Она удалена от своего белого карлика аж на 2500 а.е. и то ли образовалась по звездному механизму как легкий коричневый карлик, то ли была выброшена из системы благодаря планет-планетному рассеянию. В такой удаленности есть и плюс: не мешает засветка со стороны близкой звезды. В момент открытия эффективную температуру планеты оценили в 300-345 К, масса оценивается в 6-9 масс Юпитера.
14 июля 2023 года WD 0806-661 b наблюдали на MIRI. Получили спектр низкого разрешения в диапазоне 5-12 мкм, а еще сняли фотометрию в лучах с длиной волны 12.8, 15, 18 и 21 мкм.
Спектр планеты оказался похож на спектры коричневых карликов класса Y0 (что неудивительно). Радиус планеты оценивается в 1.12 ± 0.07 радиусов Юпитера, ее эффективная температура – 343 ± 11 К (+70°С). Авторы обнаружили в спектре полосы аммиака, метана и воды, углекислоты и угарного газа не обнаружено. Сравнение с моделями позволило построить температурный профиль. На уровне давления 1 бар температура равна 547 ⁺³⁹/_-49 К, на уровне 10^-2 бар она падает до 118 ⁺⁶⁷/_-57 К, дальше до давления 10^-4 бар профиль примерно изотермический. Признаков наличия облаков не обнаружено, по всей видимости, атмосфера безоблачная. Содержание тяжелых элементов в атмосфере немного меньше солнечного (основываясь на содержании элементов C + N + O), а именно 0.74 ^+0.13/_-0.09.
Из интригующего: оценки массы WD 0806-661 b, полученные по результатам наблюдений на JWST, существенно меньше более ранних и составляют всего 1.10 ± 0.65 масс Юпитера. Авторы обсуждают, в чем причина такого рассогласования.
1. Масса 6-9 масс Юпитера была оценена по температуре планеты с учетом возраста остывания белого карлика 2.0 ± 0.5 млрд. лет. Возможно, возраст был определен неправильно, и равен 60-180 млн. лет, тогда температура планеты будет в согласии с ее меньшей массой.
2. Они сами неправильно определили массу планеты, не учтя дополнительные источники непрозрачности, возможные отклонения от термодинамического равновесия и пр.
Этот вопрос пока открыт.

[Goodricke]

Космический телескоп "Джеймс Уэбб" пронаблюдал процесс рождения звезд в области L483

Джеймс Уэбб сделал снимок области звездообразования Lynds 483 (L483), демонстрируя детали в ближнем инфракрасном диапазоне. Две молодые протозвезды в центре периодически выбрасывают струи газа и пыли, окрашенные в оттенки оранжевого, синего и фиолетового цветов.

https://science.nasa.gov/missions/webb/nasa-webb-wows-with-incredible-detail-in-actively-forming-star-system/

[Goodricke]

Туманность Пламя на новом фото Уэбба

Телескоп Джеймса Уэбба заглянул в глубину туманности Пламя, расположенной в 1400 световых годах от Земли. Это активная зона звездообразования, где рождаются светила. Но также есть и те, где так и не смог запуститься термоядерный синтез — коричневые карлики. На новом изображении слева можно увидеть снимок в видимом свете от Хаббла, справа — два инфракрасных изображения от Уэбба. Там, где раньше были темные облака газа и пыли, теперь раскрывается детальная структура туманности, пронизанная молодыми звездами и коричневыми карликами, превышающие массу Юпитера примерно в 2-3 раза. Астрономы использовали Уэбб для переписи самых маломассивных объектов в этой области, и эти данные помогут понять, как формируются звезды и коричневые карлики.

https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-peers-deeper-into-mysterious-flame-nebula/
https://new-science.ru/kosmicheskij-teleskop-dzhejms-uebb-zaglyanul-v-serdce-tumannosti-plamya/
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adb96a

[Metamatic]

Космический телескоп NASA James Webb сделал прямые снимки нескольких газовых гигантских планет в пределах знаковой планетной системы. HR 8799, молодая система в 130 световых годах от нас, долгое время была ключевой целью для изучения формирования планет.

Наблюдения показывают, что хорошо изученные планеты HR 8799 богаты углекислым газом. Это дает веские доказательства того, что четыре гигантские планеты системы сформировались так же, как Юпитер и Сатурн, путем медленного формирования твердых ядер, которые притягивают газ из протопланетного диска, процесс, известный как аккреция ядра.

Результаты также подтверждают, что Webb может делать выводы о химии атмосфер экзопланет с помощью изображений. Эта техника дополняет мощные спектроскопические инструменты Webb, которые могут определять состав атмосферы.

«Обнаружив эти сильные особенности углекислого газа, мы показали, что в атмосферах этих планет присутствует значительная доля более тяжелых элементов, таких как углерод, кислород и железо», — сказал Уильям Балмер из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе. «Учитывая то, что мы знаем о звезде, вокруг которой они вращаются, это, вероятно, указывает на то, что они образовались посредством аккреции ядра, что является захватывающим выводом для планет, которые мы можем видеть напрямую».

Балмер является ведущим автором исследования, объявляющего о результатах, опубликованных сегодня в The Astrophysical Journal. Анализ Балмера и его команды также включает наблюдение Уэбба за системой в 97 световых годах от нас под названием 51 Эридана.

https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-images-young-giant-exoplanets-detects-carbon-dioxide/

[vika vorobyeva]

Сегодня статья о наблюдениях планет в системах HR 8799 и 51 Эридана вышла в Архиве: https://arxiv.org/pdf/2503.13608

[starx]

данный орбитальный телескоп использовали для изучения внешних планет типа Нептуна и Плутона?

[Olweg]

См., например:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,49503.msg5674411.html#msg5674411

[vika vorobyeva]

С помощью NIRISS на борту JWST измерен вторичный минимум очень теплого гиганта WASP-80 b с эффективной температурой 825 ± 19 К: https://arxiv.org/pdf/2503.15665

Наблюдения велись в диапазоне 0.68-2.83 мкм, т.е. в ближнем ИК с заходом в видимый диапазон. Измеренная температура дневного полушария составила 811 ± 70 К. Это говорит о геометрическом альбедо 0.204 ± 0.056 и альбедо Бонда от 0.148 до 0.383. Альбедо слишком велико для безоблачной планеты (которая была бы густо синей), но мало для планеты, окутанной плотными белыми облаками. Авторы говорят о дымке из толинов как основном источнике аэрозоля, облака из силикатов или сульфида магния маловероятны.

[Shandrik]

Космический телескоп NASA James Webb сделал прямые снимки нескольких газовых гигантских планет в пределах знаковой планетной системы. HR 8799, молодая система в 130 световых годах от нас, долгое время была ключевой целью для изучения формирования планет.

https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-images-young-giant-exoplanets-detects-carbon-dioxide/

А как узнали наклон орбиты системы к картинной плоскости? Или размер системы как-то по-другому определили - без этого?