Что нам кажется одной странной галактикой, на самом деле редкое космическое явление. Кольцо Эйнштейна, запечатлённое телескопом Джеймса Уэбба, возникло из-за искривления пространства под действием гравитации массивной галактики. Этот эффект был предсказан Альбертом Эйнштейном в рамках общей теории относительности. В обычных условиях свет распространяется по прямой, но если на пути встаёт массивный объект, пространство изгибается, и лучи света идут по искривлённым траекториям.

Как это работает?
В центре изображения мы видим эллиптическую галактику с характерным ярким ядром и весьма гладким и однообразным центром. За центральной галактикой находится гораздо более далёкая спиральная галактика. Её свет, проходя мимо массивной галактики в центре, искривляется, огибает её и растягивается в кольцо. Когда далекий (линзируемый) и ближний (линзирующий) объекты выстраиваются точно на одной линии с телескопом, свет искажается симметрично, создавая кольцо. В зависимости от точности выравнивания кольцо может иметь различную форму. Джеймс Уэбб уже получал изображения Креста Эйнштейна, а недавно запечатлел и совсем новую конфигурацию — Зигзаг Эйнштейна.
Кстати, будет здорово, если подпишитесь на тг-канал, там регулярные и актуальные новости и фотографии.

Такие явления не только создают эффектные космические кадры, но и помогают астрономам изучать очень далёкие и слабые галактики, которые иначе было бы невозможно увидеть.

Группа европейских астрономов, в основном из Франции, но также с участием Тома Рея из Ирландии, была глубоко потрясена результатами исследований, проведённых с использованием телескопа «Джеймс Уэбб», касающихся белого карлика Мару и его невидимого спутника Ахры.

Согласно спектроскопическим данным, Ахра предполагалась как субкоричневый карлик, однако новые результаты указывают на то, что она представляет собой планету. Оценки массы Ахры значительно снизились, теперь составляя всего от 0,45 до 1,75 масс Юпитера, что существенно меньше ранее выдвинутых предположений (6–9 масс Юпитера).

Несмотря на возраст системы, равный 1,5 миллиарда лет, и её значительную удалённость от звезды, температура Ахры составляет всего 57 °C. Это открытие ставит учёных в затруднительное положение, поскольку такие показатели не соответствуют ожидаемым нормам.

Авторы исследования предлагают два возможных объяснения наблюдаемой ситуации: либо в расчёте массы планеты произошла ошибка, либо Ахра когда-то была планемо, а затем была захвачена белым карликом, что делает её моложе своей «звезды-отчима» или «звезды-мачехи». Если возраст планеты составляет 60–180 миллионов лет, а не 1,5 миллиарда, как считалось ранее, то её масса и температура соответствуют существующим моделям. Это может объяснить, почему Ахра, или WD 0806-661 b, находится на расстоянии 2500 астрономических единиц от маленькой, но весьма массивной звезды.

Учёные также составили температурный профиль атмосферы Ахры. На глубине, соответствующей давлению в 1 бар, температура достигла 313 градусов Цельсия, а на уровне 0,1 бар она упала до -212 градусов, после чего почти не изменялась — при давлении 0,001 бар её температура была оценена в -207 °C. Содержание тяжёлых элементов (сумма кислорода, углерода и азота) оказалось несколько ниже, чем на Солнце. Признаков наличия облаков не было обнаружено, и Ахра предстает перед нами как безоблачное небесное тело.

Детализированные снимки позволили разгадать тайну объекта Хербига-Аро 49/50 (HH 49/50), который получил свое прозвище благодаря снимкам телескопа Спитцер в 2006 году. Тогда ученые заметили размытый свет у вершины выброса и гадали: это загадочная туманность или нечто другое? Теперь, благодаря Уэббу, стало ясно — перед нами спиральная галактика, случайно оказавшаяся в одной линии с протозвездным выбросом!
Кстати, через тысячи лет выбросы HH 49/50 могут полностью заслонить этот далекий мир.

Напомню, что объекты Хербига-Аро представляют собой мощные струи вещества, выброшенные молодой звездой. Эти выбросы сталкиваются с окружающим газом и пылью, создавая яркие ударные волны, которые астрономы могут наблюдать даже на расстоянии сотен световых лет.

Две независимые группы астрономов сделали поразительное открытие: они обнаружили кислород в самой удалённой известной галактике, JADES-GS-z14-0. Это открытие стало возможным благодаря Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётке (ALMA), в проекте которой участвует Европейская южная обсерватория (ESO). Данное открытие заставляет астрономов пересмотреть представления о том, как стремительно формировались галактики в ранней Вселенной.

JADES-GS-z14-0 была открыта в прошлом году и стала самой далёкой из подтверждённых галактик. Её свет преодолел расстояние в 13,4 миллиарда лет, чтобы достичь нас, что делает её ровесницей Вселенной, когда ей было всего 300 миллионов лет — лишь около 2% от её нынешнего возраста.

Новое открытие кислорода с помощью ALMA, телескопа, расположенного в пустыне Атакама в Чили, свидетельствует о том, что галактика гораздо более химически зрелая, чем ожидалось. «Это всё равно что найти подростка там, где можно было бы ожидать только младенцев», — отмечает Сандер Шоувс, аспирант Лейденской обсерватории в Нидерландах и первый автор исследования, которое было принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal. «Результаты показывают, что галактика сформировалась очень быстро и также быстро созревает, что добавляет всё больше доказательств тому, что формирование галактик происходит гораздо быстрее, чем предполагалось ранее».

Галактики обычно начинают свою жизнь с молодых звёзд, состоящих в основном из лёгких элементов, таких как водород и гелий. По мере эволюции звёзды создают более тяжёлые элементы, включая кислород, которые рассеиваются по галактике после их гибели. Исследователи считали, что в возрасте 300 миллионов лет Вселенная ещё слишком молода, чтобы иметь галактики, богатые тяжёлыми элементами. Однако два исследования ALMA указывают на то, что JADES-GS-z14-0 содержит примерно в десять раз больше тяжёлых элементов, чем ожидалось.

«Я был поражён неожиданными результатами, поскольку они открыли новый взгляд на первые фазы эволюции галактик», — говорит Стефано Карниани из Высшей нормальной школы Пизы, Италия, и ведущий автор статьи, принятой к публикации в Astronomy & Astrophysics. «Доказательства того, что галактика уже является зрелой в молодой Вселенной, поднимают важные вопросы о том, когда и как образовались галактики».

Обнаружение кислорода также позволило астрономам значительно точнее измерить расстояние до JADES-GS-z14-0. «Обнаружение ALMA обеспечивает необычайно точное измерение расстояния до галактики с погрешностью всего 0,005%. Такой уровень точности сопоставим с точностью в пределах 5 см на расстоянии 1 км и помогает улучшить наше понимание свойств далёких галактик», — добавляет Элеонора Парланти, автор и аспирант Высшей нормальной школы в Пизе.

Хотя галактика была первоначально открыта с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, для подтверждения и точного определения её огромного расстояния потребовалась ALMA, — говорит доцент Ричард Боуэнс, член группы в Лейденской обсерватории. «Это демонстрирует удивительную синергию между ALMA и JWST, позволяющую раскрыть формирование и эволюцию первых галактик».

Гергё Поппинг, астроном ESO в Европейском региональном центре ALMA, не принимавший участия в исследованиях, говорит: «Я был действительно удивлён этим ясным обнаружением кислорода в JADES-GS-z14-0. Это указывает на то, что галактики могут формироваться быстрее после Большого взрыва, чем считалось ранее». «Этот результат подчеркивает важную роль, которую ALMA играет в раскрытии условий, при которых сформировались первые галактики в нашей Вселенной».