지금까지 제작된 가장 크고 강력한 우주 망원경인 NASA의 제임스 웹 우주 망원경은 이제 지구에서 거의 백만 마일 떨어진 곳에 위치하며 목표물이 풍부한 환경을 연구하는 동안 하늘의 한 지점에서 다른 지점으로 회전합니다. 우리 우주. 첫 사진집이었다 이번주 발표.

그녀는 대단하다. 또한 우주, 은하 사이의 상호 작용, 별의 탄생과 죽음에 대한 정보로 가득 차 있습니다.

그러나 이러한 이미지는 천체 물리학 학위가 없는 일반 관찰자에게는 모호할 수 있습니다. 우리는 정확히 무엇을 보고 있습니까?

자세히 살펴보겠습니다.

깊은 필드

거기에는 많은 은하계가 있습니다. 이것은 처음으로 공개된 이미지로, 우주의 처음 10억 년 동안 방출된 극도로 희미한 적외선을 포착하는 망원경의 능력을 보여줍니다. 이 이미지는 40억 광년 이상 떨어진 은하단의 중심에 있으며 이는 태양과 지구가 형성될 때 대략적으로 그 빛이 방출되었음을 의미합니다. 은하단은 크림색 흰색 점으로 클러스터에 나타납니다.

이 은하는 함께 우주에서 강력한 중력 굴곡을 만들어 렌즈 역할을 하여 멀리 있는 물체를 확대하고 왜곡합니다. 그 결과 NASA의 천문학자 Jane Rigby가 Laffy Taffy라고 부르는 이미지의 오른쪽 상단에 있는 것과 같은 거울 은하가 생성됩니다.

이미지의 다른 부분에서 렌즈는 하나의 은하를 두 개의 거울 은하로 바꿨습니다.

빛은 소위 전자기 스펙트럼을 따라 많은 파장으로 나옵니다. 인간은 스펙트럼의 “광학” 부분으로 알려진 좁은 대역에서 봅니다. Webb 망원경은 허블 망원경이 거의 접근할 수 없고 우리에게는 전혀 보이지 않는 긴 파장의 적외선에서 방출되는 빛을 수집합니다.

Webb의 팀은 이 이미지에서 더 붉고 가장 멀리 있는 수십 개의 은하를 스캔했으며 그 중 하나인 작은 점선이 있는 은하가 약 131억 년 전, 빅뱅 이후 7억 년 전에 빛을 발했다는 것을 확인했습니다. (이러한 물체까지의 거리는 “적색편이”에 의해 추론됩니다. 즉, 공간 자체의 확장으로 인해 빛이 차단된 거리입니다.)

망원경은 산소, 수소 및 네온의 징후를 보여주는 은하의 스펙트럼을 얻었습니다. Rigby는 이러한 종류의 관찰이 우주의 첫 10억 년 동안 무슨 일이 일어났는지 설명할 수 있다고 말했습니다.

남쪽 고리 성운

우리 태양과 같은 별은 수십억 년에 걸쳐 매우 안정적인 핵융합로입니다. 그러나 그들조차도 늙어가고 있습니다. 이 이미지는 별이 죽으면 어떻게 되는지 보여줍니다. 고동치는 죽음의 한가운데서 물질을 흘립니다.

복잡한 입자를 포함한 이러한 가스와 먼지 구름은 아직 형성되지 않은 별과 행성의 원료입니다.

NASA는 근적외선(스펙트럼의 “가시적인” 부분에 상대적으로 가깝음)과 중적외선(스펙트럼에서 멀리 떨어져 있음)의 두 이미지를 발표했습니다.

근적외선에서 물질은 거품 가스와 먼지의 고리를 형성하며 이온화된 뜨거운 가스가 중앙 영역을 지배합니다. 광선은 외부 링의 구멍을 통해 발사됩니다.

중앙에 단 하나의 별만 명확하게 보입니다. 그러나 이것은 두 개의 별이 중력에 의해 결합된 쌍성계입니다.

중적외선에서는 둘 다 보입니다. 약하게 죽어갑니다. 망원경은 그것이 먼지로 덮여 있음을 보여줍니다.

우주 망원경 과학 연구소(Space Telescope Science Institute)의 웹 프로젝트 과학자인 클라우스 폰토페단(Klaus Pontopedan)은 50억 년 후에 우리 태양이 이 별과 비슷하게 보일 것이라고 설명했습니다.

Pontopedan은 “별의 수명 주기입니다. “이것이 이 별의 끝이지만 다른 별과 다른 행성계의 시작입니다.”

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이 이미지에는 천문학자들이 멀리 떨어진 은하로 인식한 흥미로운 슬래시가 한쪽 어깨에 포함되어 있습니다. 수십억 개의 별이 있는 거대한 3차원 구조이지만, 우리는 마치 프리스비가 우리에게서 멀어지는 것을 보는 것처럼 가장자리를 봅니다.

스테판 5중주

그림에는 많은 우주가 있습니다.

우리 은하의 별이 있습니다. 이는 우주론적 관점에서 그들이 전경에 있다는 것을 의미합니다.

Webb의 모든 이미지에서 전경의 별은 망원경 디자인을 개조한 “회절 스파이크”로 식별할 수 있습니다. 이 이미지의 회절 스파이크는 Webb Telescope의 워터마크 역할을 합니다.

중간 거리에는 은하의 오중주로 보이는 것이 있습니다.

왼쪽에 있는 것은 성단의 일부가 아니라 약 4천만 광년 떨어진 전경에 있습니다.

망원경은 전경 은하의 개별 별을 구별할 수 있습니다.

그들 중 많은 사람들은 천문학자들이 그들의 진정한 광도와 그들로부터의 거리를 인식하는 데 도움이 되는 잘 문서화된 속성을 가지고 삶의 끝을 향해 “적색 거성”으로 늙어갑니다. 이러한 관찰은 과학자들이 광대한 공간에 걸쳐 물체까지의 거리를 추정하는 데 사용하는 모델을 개선할 수 있습니다.

다른 4개의 은하는 약 2억 9천만 광년 떨어져 있습니다. 둘은 병합됩니다. 은하의 중력 상호 작용은 별 형성 가스와 먼지의 흐름을 은하계 공간으로 보냈습니다.

놀랍게도 이 이미지는 “딥 필드”와 같이 배경에 흩어져 있는 수많은 은하를 포함하고 있습니다. 자세히 보면 우리 은하와 다르지 않은 아름답고 아주 먼 나선 은하를 볼 수 있습니다.

맨 위에 있는 큰 은하는 중심에 초질량의 극도로 활동적인 블랙홀이 있어 주변을 잡아먹고 있습니다. 블랙홀 자체는 빛을 내지 않지만, 블랙홀의 중력장은 주변 가스를 활성화시켜 원자들이 서로 부딪혀 엄청난 열을 발생시킨다.

Rigby는 이 블랙홀의 강착 원반이 400억 개의 태양 에너지로 빛나고 있다고 말했습니다. “블랙홀은 어떤 빛도 방출하지 않지만 그들의 강착 원반은 확실히 빛을 발합니다!”

천문학자 아마야 모로 마틴(Amaya Morrow Martin)은 우주에서 “별이 빛나는 밤하늘처럼 보이는 것은 이미 형성된 젊고 매우 무겁고 뜨거운 별의 자외선과 항성풍에 의해 구름에서 조각난 거대한 거품의 일부”라고 말했습니다. 망원경 과학 연구소.

이온화된 물질의 흐름이 프레임 상단으로 흐릅니다.

Webb는 구름 내에서 새로 형성되는 타오르는 별의 충격파를 볼 수 있습니다. 구름을 침식시키는 동일한 과정이 별 형성을 막을 수 있기 때문에 그들의 환경은 적대적입니다.

허블 망원경은 이전에 거대한 용골 성운의 이 부분을 조사했으며 Webb의 팀은 먼지 구름과 “열린 하늘” 사이의 정확하게 정의된 경계가 매혹적인 이미지를 생성할 것이라는 것을 알고 있었습니다.

볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소(Space Telescope Science Institute)에서 이미지를 처리한 팀의 일원인 Joseph DiPasquale는 이것은 단순한 아름다운 우주 예술 이상의 것이라고 말했습니다.

“허블 이미지를 기반으로 우리는 이 풍경이 산맥과 그 뒤에 있는 하늘과 매우 흡사할 것이라는 것을 알고 있었습니다. 우리는 그곳이 미학적으로 인상적일 것이라는 것을 알고 있었습니다.”라고 DePasquale가 말했습니다. “하지만 물리학의 측면에서도 많은 일이 일어나고 있었습니다. Webb는 구름 깊숙이 들어가서 무슨 일이 일어나고 있는지 미스터리를 풀 수 있었습니다.”

이 이야기에 대해

이 논평은 다음을 포함한 많은 과학자와 연구원의 도움으로 작성되었습니다. NASA 고다드 우주 비행 센터의 Gene Rigby. 우주 망원경 과학 연구소의 Joseph DePasquale와 Amaya Morrow Martin, 캘리포니아 대학 산타 크루즈의 Garth Illingworth.

Julie Vitkovskaya의 시각적 편집. Garland Potts가 설계 및 개발했습니다. Aaron Stekelberg와 William Neff의 그림. 트리스틴 로스의 사진 편집. Jeremy Hester의 카피 편집.

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