2月 2, 2023

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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、世界中の天文学者と宇宙愛好家が、待ちに待ったジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げを目撃するために集まりました。 驚くべき工学的作品である一方で、この望遠鏡には論争がなかったわけではありません。予算オーバーや予定の遅れから、犯罪で告発された元 NASA 管理者にちなんで命名されるまでです。 ホモフォビア.

望遠鏡の命名と日付をめぐる論争にもかかわらず、今年明らかになったことが 1 つあります。それは、JWST の科学能力が驚くべきものであることです。 その科学運用は 2022 年 7 月に開始され、天文学者はすでに新しい視点を得て、幅広い宇宙トピックに関する謎を解明することができました。

JWST の最も差し迫った目標は、天文学の現代史における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再訪することです。

光が源から地球上の私たちに届くまでには時間がかかるため、天文学者は実際、非常に遠い銀河を見ることで、時間をさかのぼって 130 億年以上前に形成された最も古い銀河を見ることができます。

彼はそこにいたのに いくつかの論争 天文学者は、初期の銀河の最初の検出の正確さについて議論しました.ビッグバンから最初の 3 億 5000 万年。

これにより、これらの銀河は観測された中で最も古いものとなり、予想よりもはるかに明るいなど、いくつかの驚きがありました。 これは、銀河が初期宇宙でどのように形成されたかについて、さらに学ぶべきことがあるということです。

これらの初期の銀河は、サーベイと 深場写真これは Webb を使用して、一見何もないよう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は含まれておらず、銀河の中心から遠く離れているため、天文学者はこれらの非常に遠い天体を発見するために宇宙の奥深くを探索することができます。

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、WASP-39b の大気中に水蒸気や二酸化硫黄などの他の化合物も多数検出されました。 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す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すには、系外惑星の大気について学ぶことが重要です。 前世代の機器は、太陽系外惑星を特定し、その質量や直径、星からの軌道距離などの基本的な情報を提供できました。 しかし、これらの惑星の 1 つがどのようになるかを理解するには、その大気を知る必要があります。 天文学者は、JWST のデータを使用して、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。

木星のリングは宇宙望遠鏡によって捉えられました。

木星のリングは宇宙望遠鏡によって捉えられました。
画像:NASA

JWSTの注目を集めた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の鮮明なビューなどの特徴を特定することができました。 また、望遠鏡の解像度が高いため、惑星の明るさに逆らっても、めったに見られない木星のリングを示すなど、小さなオブジェクトを見ることができます。 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 による今年のもう 1 つの主要な調査は、火星に関するものでした。 火星は地球外で最もよく研​​究されている惑星であり、長年にわたって多くのローバー、オービター、着陸船をホストしてきました。 これは、天文学者が大気の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 のような感度の高い宇宙望遠鏡で研究することも困難です。 しかし、これらの要因により、新しい望遠鏡の能力を確認するための理想的な試験場になりました。

JWSTが使用されました カメラとスペクトル デバイスの両方 火星を研究し、現在のデータから予想されるモデルにほぼ正確に対応する大気の組成を示し、JWST のツール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 つの目標は、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、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、こ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. また、星が形成される領域と、星がクラスターで形成される傾向がある理由についても学びます。

JWST は、その赤外線装置により、塵の雲を透かして、星が形成されている内部領域を見ることができるため、この主題の研究に特に役立ちます。 最近の写真にはファイルが表示されます 原始星の開発 そして雲を捨てて 有名な星のように星が密集している地域を探す 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の観測機器は、ちりや星形成のさまざまな特徴を見ることができます。

この画像は、明るい中央領域が優勢な渦巻銀河を示しています。 この銀河は青紫の色合いで、オレンジがかった赤の領域が星々で満たされています。 大きな回折スパイクも見られます。これは、銀河の中心領域の上に星のパターンとして現れます。 たくさんの星と銀河が背景の風景を埋め尽くします

NGC7469
ESA/Webb、NASA、CSA、L. Armus、

創造性の柱といえば、大衆の心に残る JWST の最大の遺産の 1 つは、それが撮影した素晴らしい空間の画像です。 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、 有名なランドマークの新しいビュー コラムと同様に、今年は Web 画像がいたるところにありました。

そしてまた素晴らしい カリーナ星雲 そしてその 最初の深場ちょっと気になる他の写真には、星が彫られた人物が含まれています タランチュラ星雲、ダスティ ツリー リング から Wolf-Rayet 140連星そして異世界の輝き 赤外線で見た木星.

そして、写真が次々と出てきます: ちょうど先週、新しい写真が公開されました。 輝く心 銀河 NGC 7469。

今年は驚くべき発見に満ちた年であり、さらに多くのことが待ち受けています。

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