ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が最初の年に天文学をどのように変えたか

昨年のクリスマスが近づくと、世界中の天文学者や宇宙ファンが、待望のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げを見ようと集まりました。 エンジニアリングの素晴らしい作品ではありますが、この望遠鏡には論争がなかったわけではありません。 同性愛嫌悪.

望遠鏡の命名と歴史に関する議論にもかかわらず、今年明らかになったことが 1 つあります。JWST の科学的能力は驚くべきものです。 2022 年 7 月に科学活動を開始したことで、天文学者はすでに宇宙に関する膨大な範囲のトピックについて新たな見解を得て謎を解き明かすことができました。

JWST の最も差し迫った目的は、天文学の最近の歴史の中で最も野心的なプロジェクトの 1 つであり、宇宙がまったく新しいときに形成された最初の銀河のいくつかを振り返ることです。

光が源から地球上の私たちに到達するには時間がかかるため、非常に遠い銀河を見ることで、天文学者は事実上、130億年以上前に形成された最も初期の銀河を見るために時間をさかのぼることができます.

あったのに いくつかの議論 初期の銀河のいくつかの最初の検出の精度について天文学者の間で意見が分かれていた — JWST の装置は完全に校正されていなかったので、最も遠い銀河が正確に何歳であったかについては若干の余地があった — 最近の調査結果は、JWST が発見したという考えを支持しているビッグバン後の最初の 3 億 5000 万年の銀河。

これにより、これらの銀河はこれまで観測された中で最も初期のものとなり、予想よりもはるかに明るいなど、いくつかの驚きが待ち構えていました。 つまり、初期宇宙で銀河がどのように形成されたかについて、私たちが学ぶべきことがまだたくさんあるということです。

これらの初期の銀河は、サーベイと 深場画像、Webb を使用して、一見空っぽに見える空の大きなパッチを調べます。 これらの領域には、太陽系の惑星のような明るい天体がなく、銀河の中心から離れているため、天文学者は宇宙の深部を見渡して、これらの非常に遠い天体を見つけることができます。

JWST は、系外惑星の大気中の二酸化炭素を初めて検出することができました。最近では、惑星 WASP-39b の大気中にも、水蒸気や二酸化硫黄を含む他の多くの化合物を発見しました。 これは、科学者が惑星の大気の組成を見ることができることを意味するだけでなく、光との化学反応によって二酸化硫黄が生成されるため、大気が惑星の主星からの光とどのように相互作用しているかを見ることもできます。

地球に似た惑星を見つけて生命を探したいなら、系外惑星の大気について学ぶことは非常に重要です。 前世代のツールは、太陽系外惑星を特定し、質量や直径、星からの軌道距離などの基本情報を決定できます。 しかし、これらの惑星の 1 つにいるとどうなるかを理解するには、その大気について知る必要があります。 JWST のデータがあれば、天文学者は太陽系をはるかに超えた居住可能な惑星を探すことができます。

JWSTの注目を集めているのは遠方の惑星だけではありません。 身近なところでは、JWST は太陽系の惑星を研究するために使用されてきました。 ネプチューン および木星であり、まもなく天王星の研究にも使用される予定です。 JWST は、赤外線の範囲を見ることで、木星のオーロラや大赤斑などの特徴を明確に捉えることができました。 また、望遠鏡の精度が高いため、木星のめったに見られない輪を示すなど、惑星の明るさに逆らっても小さな天体を見ることができました。 また、海王星のリングの鮮明な画像も、30 年以上にわたって撮影されました。

JWST が今年行ったもう 1 つの主要な調査は、火星に関する調査でした。 火星は、地球外で最もよく研​​究されている惑星であり、長年にわたって数多くのローバー、オービター、着陸船のホストを務めてきました。 これは、天文学者がその大気組成をかなりよく理解し、その気象システムについて学び始めていることを意味します。 火星は、非常に明るく、非常に近いため、JWST のような敏感な宇宙ベースの望遠鏡が研究することも特に困難です。 しかし、これらの要因により、新しい望遠鏡で何ができるかを確認するのに最適な試験場になりました。

JWST使用 カメラとスペクトログラフの両方 火星を研究し、現在のデータから予想されるモデルとほぼ完全に一致する大気の組成を示し、JWST の機器がこの種の調査にどれほど正確であるかを示しています。

JWST のもう 1 つの目的は、天文学者が現在大まかに理解している星のライフサイクルについて学ぶことです。 彼らは、例えば、ちりとガスの雲が結び目を形成し、それがより多くの物質を集めて崩壊して原始星を形成することを知っていますが、正確にそれがどのように起こるかについては、さらに研究が必要です. 彼らはまた、星が形成される領域と、星がグループで形成される傾向がある理由についても学んでいます。

JWST は、このトピックを研究するのに特に役立ちます。その赤外線装置により、塵の雲を通して、星が形成されている領域の内部を見ることができるからです。 最近の画像は、 原始星の開発 そして彼らが放つ雲は、有名な星のような激しい星形成の領域を見ています 創造の柱 イーグル星雲で。 これらの構造を画像化することで、 異なる波長、JWST機器は、ダストと星形成のさまざまな特徴を見ることができます。

創造の柱といえば、一般の人々の心に残る JWST の最大の遺産の 1 つは、それが捉えた素晴らしい宇宙の画像です。 7 月に望遠鏡の最初の画像が公開されたときの国際的な興奮から、 象徴的な名所の新しいビュー Pillars のように、今年は Webb の画像がいたるところにありました。

豪華なだけでなく カリーナ星雲 と 最初のディープフィールド、ちょっと不思議に思う価値のある他の画像には、 タランチュラ星雲、ほこりっぽい「年輪」 連星ウォルフ・ライエ140、そして異世界の輝き 赤外線で見る木星.

画像は次々と出てきます: ちょうど先週、新しい画像がリリースされ、 明るく輝く心 銀河NGC 7469の。

信じられないほどの発見の年になりました。