James Webb Space Telescope (JWST)

[Slavin]

Webb rejestruje naddźwiękowy wypływ z młodej gwiazdy.

Na ilustracji: Obraz przedstawia serię wstrząsów łukowych w kierunku południowo-wschodnim (lewy dolny) i północno-zachodnim (prawy górny), a także wąski dwubiegunowy strumień, który je napędza, w niespotykanych dotąd szczegółach. Źródło: ESA/Webb, NASA, CSA, Tom Ray (Dublin)



Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rejestruje naddźwiękowy wypływ z młodej gwiazdy HH 211. Obrazowanie w podczerwieni pozwala na badanie nowo narodzonych gwiazd i ich wypływów.

Obiekty Herbiga-Haro (HH) to jasne obszary otaczające nowo narodzone gwiazdy. Powstają one, gdy wiatry gwiazdowe wypływające z nowo narodzonych gwiazd tworzą fale uderzeniowe, które zderzają się z pobliskim gazem i pyłem z dużą prędkością. Obraz HH 211 z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba ujawnia wypływ z protogwiazdy klasy 0, czyli niemowlęcego odpowiednika naszego Słońca, gdy miało ono kilkadziesiąt tysięcy lat i masę zaledwie 8% masy dzisiejszego Słońca. Ostatecznie, protogwiazda ta wyrośnie na gwiazdę podobną do Słońca.

Obrazowanie w podczerwieni jest potężne w badaniu nowo narodzonych gwiazd i ich wypływów, ponieważ takie gwiazdy są niezmiennie osadzone w gazie z obłoku molekularnego, w którym się uformowały. Emisja w podczerwieni z wypływów gwiazdy przenika przez przesłaniający gaz i pył, co czyni obiekt Herbiga-Haro, taki jak HH 211, idealnym do obserwacji za pomocą czułych instrumentów podczerwonych Webba. Cząsteczki wzbudzane przez turbulentne warunki, w tym wodór molekularny, tlenek węgla i tlenek krzemu, emitują światło podczerwone, które Webb może zebrać, aby zmapować strukturę wypływów.

Obraz ukazuje serię wstrząsów dziobowych, które poruszają się w kierunku południowo-wschodnim (lewy dolny) i północno-zachodnim (prawy górny). Dodatkowo, widać wąski strumień dwubiegunowy, który jest odpowiedzialny za te wstrząsy. Co ważne, Webb przedstawia tę scenę z niezwykłą szczegółowością, o rozdzielczości przestrzennej około 5 do 10 razy większej niż jakiekolwiek wcześniejsze zdjęcia HH 211. Można zauważyć, że wewnętrzny strumień wykazuje symetrię lustrzaną po obu stronach centralnej protogwiazdy. To zgodne z wcześniejszymi obserwacjami w mniejszej skali i sugeruje, że protogwiazda może być w rzeczywistości nierozdzieloną gwiazdą podwójną.

Wcześniejsze obserwacje HH 211 za pomocą naziemnych teleskopów ujawniły gigantyczne wstrząsy dziobowe oddalające się od nas (północny zachód) i poruszające się w naszym kierunku (południowy wschód) oraz struktury przypominające wnęki odpowiednio w wodorze i tlenku węgla w szoku, a także zawiły i poruszający się dwubiegunowo strumień tlenku krzemu. Naukowcy wykorzystali nowe obserwacje Webba do ustalenia, że wypływ z obiektu jest stosunkowo powolny w porównaniu z bardziej rozwiniętymi protogwiazdami o podobnych typach wypływów.

Zespół naukowców przeprowadził pomiar prędkości najbardziej wewnętrznych struktur wypływu z obiektu HH 211 i ustalił, że wynoszą one około 80-100 km/s. Jednak różnica prędkości między tymi sekcjami wypływu a materią, z którą się zderzają – czyli falą uderzeniową – jest znacznie mniejsza. Z tego powodu naukowcy doszli do wniosku, że wypływ z młodszych gwiazd, takich jak ta w centrum HH 211, składa się głównie z cząsteczek. Wynika to z faktu, że stosunkowo niskie prędkości fali uderzeniowej nie są wystarczająco energetyczne, aby rozbić cząsteczki na prostsze atomy i jony.



https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-snaps-supersonic-outflow-of-young-star

[Lion97]

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA/ESA/CSA wykrył dwutlenek węgla na powierzchni lodowego księżyca Jowisza Europa. Analiza wskazuje, że węgiel ten prawdopodobnie pochodzi z podpowierzchniowego oceanu Europy i nie został dostarczony z innych źródeł zewnętrznych.

Co więcej, odkryli, że węgiel został osadzony w geologicznie niedawnej skali czasowej. Odkrycie to ma ważne implikacje, ponieważ oznacza, że na Europie mogą potencjalnie panować warunki odpowiednie do podtrzymania życia.

https://twitter.com/esa/status/1704918470737944675

[Slavin]

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba odkrywa węgiel na powierzchni Europy.



Europa, jeden z czterech galileuszowych księżyców Jowisza to jedno z nielicznych miejsc w Układzie Słonecznych, gdzie teoretycznie może obecnie istnieć jakaś forma życia. Warunki do życia bowiem panują wewnątrz globalnego oceanu ciekłej wody kryjącego się pod pokrywającą księżyc skorupą lodową. Choć sama idea wodnego oceanu jest już ekscytująca, to jednak do teraz naukowcy nie byli w stanie potwierdzić, czy znajdują się w nim także inne składniki niezbędne do powstania życia takiego, jakie znamy z powierzchni Ziemi, np. węgiel. Sytuacja się jednak właśnie zmieniła.

Obserwacje prowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba pozwoliły na zidentyfikowanie dwutlenku węgla na powierzchni Europy. Co więcej, wszystko wskazuje na to, że CO2 na Europie pochodzi ze znajdującego się wewnątrz globu oceanu i nie został dostarczony na powierzchnię przez planetoidy czy meteoryty. Żeby było jeszcze ciekawiej, naukowcy zapewniają, że został on dostarczony tam stosunkowo niedawno w skali geologicznej.

Warto tutaj przypomnieć, że znacznie więcej o tym dwutlenku węgla dowiemy się już za kilka lat. NASA bowiem już w przyszłym roku wystrzeli w przestrzeń kosmiczną sondę Europa Clipper, której zadaniem po dolocie do układu Jowisza będzie wykonanie kilkudziesięciu bliskich przelotów w pobliżu Europy.

Webb odkrył, że na powierzchni Europy dwutlenek węgla występuje w największej ilości w regionie zwanym Tara Regio — geologicznie bardzo młodym obszarze, którego powierzchnia ulega odnowieniu. Powierzchnia lodu w tym miejscu stosunkowo niedawno uległa zniszczeniu i prawdopodobnie doszło tam do wymiany materii pomiędzy oceanem a odtwarzającą się szybko skorupą lodową.



Zdjęcie Europy wykonane za pomocą kamery NIRCAM zainstalowanej na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST)

„Wcześniejsze obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a wskazują na istnienie soli pochodzącej z oceanu w Tara Regio” – wyjaśniają naukowcy odpowiedzialni za nowy artykuł naukowy. „Teraz widzimy, że również występuje tam duże stężenie dwutlenku węgla. Według nas oznacza to, że węgiel prawdopodobnie także ma swoje źródło w oceanie wewnętrznym”.

„Naukowcy debatują, w jakim stopniu ocean Europy łączy się z jego powierzchnią. Myślę, że to pytanie było głównym motorem eksploracji Europy” – powiedział Villanueva. „To sugeruje, że być może będziemy w stanie dowiedzieć się kilku podstawowych rzeczy na temat składu oceanu, zanim jeszcze przewiercimy się przez lód i sprawdzimy to własnoręcznie”.



Białe piksele na mozaikach wskazują obszary o największej koncentracji dwutlenku węgla na powierzchni Europy
Dwa niezależne zespoły zidentyfikowały dwutlenek węgla, korzystając z danych ze spektrografu bliskiej podczerwieni (NIROSpec) zainstalowanego na pokładzie teleskopu Jamesa Webba. Ten tryb instrumentu zapewnia widma o rozdzielczości 320 x 320 kilometrów w polu widzenia o średnicy 3128 kilometrów na powierzchni Europy, umożliwiając astronomom określenie, gdzie znajdują się określone związki chemiczne.

Dwutlenek węgla nie jest stabilny na powierzchni Europy. Dlatego naukowcy twierdzą, że prawdopodobnie został on dostarczony na powierzchnię stosunkowo niedawno.



Zespół naukowców w trakcie swoich obserwacji szukał także dowodów na pióropusz pary wodnej wydobywający się z powierzchni Europy. Takie struktury odnajdywane były przez naukowców obserwujących Europę za pomocą teleskopu Hubble’a w latach 2013, 2016 i 2017. Tym razem jednak to się nie udało.



„Zawsze istnieje możliwość, że gejzery pary wodnej zmieniają swoją intensywność, przez co możemy je obserwować tylko od czasu do czasu. Tak czy inaczej, w trakcie obserwacji księżyca za pomocą teleskopu Jamesa Webba, takiego gejzeru nie udało się dostrzec” – mówią badacze.

Odkrycie to z pewnością pomoże naukowcom odpowiedzialnym za misje Europa Clipper oraz JUICE w przygotowaniu planu obserwacji dla Europy. To one będą na początku lat trzydziestych odkrywać dla nas tajemnice najważniejszych księżyców Jowisza.