Новые изображения межзвездной пыли выглядят как сцены из сновидений

Замысловатые завихрения и полосы пыли, дрейфующие между звездами, были недавно показаны в ошеломляющих деталях.

На новых изображениях от JWST мы наконец-то можем увидеть изысканные детали течения и турбулентности межзвездной среды вблизи звезды, взрыв которой мы наблюдали всего несколько сотен лет назад.

Свет от взрыва, который мы теперь называем Кассиопея A, расширяясь наружу, отражался и согревал тонкую пыль, через которую проходил, порождая слабое, красное свечение.

Настолько разреженным является материал и настолько слабое его свечение, что истинная сложность в большей степени ускользала от нас. Теперь, благодаря способности JWST видеть тусклый красный свет, мы наконец получили более полное представление о структуре межзвездной среды.

Что еще более невероятно, так это то, что мы можем видеть изменения в структуре в масштабе дней. JWST сделал несколько изображений вуали в пылевом облаке вблизи Кассиопеи A в августе и сентябре 2024 года, и наблюдал значительные изменения, поскольку свет проходил через структуры, напоминающие древесные волокна, порождая явление, известное как световое эхо.

звезд — Три группы изображений JWST, полученных в августе и сентябре 2024 года.

“Мы видим слои, как в луковице”, – говорит астроном Джош Пик из Института космического телескопа в США. “Мы думаем, что каждая плотная, пыльная область, которую мы видим, и большинство тех, которые мы не видим, выглядят так изнутри. Просто мы никогда раньше не могли заглянуть внутрь них”.

Световое эхо может порождать одно из самых красивых зрелищ в галактике. Оно происходит, когда что-то производит вспышку света, распространяющуюся в космосе.

Если этот свет встречает физический барьер, такой как облака космической пыли, он отразится, добравшись в другое время, отличное от начального взрыва; точно как звуковое эхо, но со светом. Мы можем использовать эти световые отголоски, чтобы помочь в картировании и понимании космоса и объектов в нем.

На сегодняшний день большинство световых отголосков, которые мы обнаружили, обычно связаны с очень яркими событиями или очень густой пылью, близкой к источнику света, как мы видим на примере звезды V838 Monocerotis. Тонкая пыль, находящаяся дальше от источника, гораздо сложнее заметить.

Но, видеть вещи, которые ранее были невидимы, – это то, что умеет JWST. Инфракрасный телескоп оптимизирован для восприятия тусклого красного света, который другие инструменты не могут уловить; поэтому астрономы направили его на вуаль пыли рядом и позади, но не связанную с Кассиопеей A, звездой, взрыв которой человечество наблюдало с расстояния в 11 000 световых лет в 1670-х годах.

Эту вуаль идентифицировали как световое эхо при помощи теперь уже вышедшего на пенсию космического телескопа Spitzer от NASA. Но Spitzer не имел разрешения JWST.

Тем не менее, “мы были довольно шокированы, увидев такой уровень детализации”, – говорит астроном Джейкоб Дженсон из Калифорнийского технологического института.

Возможно, самым удивительным было открытие, что среда организована в плотно упакованные слои материала с узлами и завихрениями, немного напоминающими рисунок, который можно увидеть в древесных волокнах. Исследователи могли наблюдать детали в этих слоях до масштабов примерно в 400 астрономических единиц, или в 400 раз больше расстояния между Землей и Солнцем.

Такие структуры, как полагают ученые, могут быть связаны с линиями магнитных полей, проходящими через космос. Если это так, то изучение эволюции световых отголосков открывает новое окно для изучения магнитной турбулентности.

“Это астрономический эквивалент медицинской компьютерной томографии”, – говорит астроном Армин Рест из Института космического телескопа. “У нас есть три среза, сделанные в три разных момента времени, что позволит нам изучить истинную трехмерную структуру. Это полностью изменит способ, которым мы изучаем межзвездную среду”.

Дальнейшие подробные анализы наблюдений, безусловно, последуют.

Между тем, два доклада, один под руководством Дженсона, другой под руководством Пика, были представлены на 245-й встрече Американского астрономического общества.

Ознакомиться с тезисами можно здесь.