70 наукових задач для HWO
NASA сформувала команду START для розвитку концепції Habitable Worlds Observatory (HWO) — флагманської місії, яку Astro2020 Decadal Survey визначив головним пріоритетом серед великих космічних телескопів. Науковці розробили 70 наукових задач, які охоплюють чотири напрями: ріст галактик, еволюцію хімічних елементів, дослідження Сонячної системи та пошук ознак життя на приблизно 25 екзопланетах земного типу.
Для реалізації цих задач знадобиться 140 окремих програм спостережень у діапазоні від ультрафіолету до ближнього інфрачервоного світла. Приблизно 83% задач потребують даних на довжинах хвиль коротших за 400 нм, а третині проєктів потрібні висококонтрастні та поляриметричні спостереження. Телескоп також повинен вміти швидко реагувати на транзієнтні події та точно вимірювати маси планет.
Протокластер «Крок» біля квазара
За допомогою спектроскопії JWST/NIRISS астрономи виявили щільний протокластер «Крок» на червоному зміщенні z=3 у полі яскравого квазара SDSS J165202.64+172852.3. Структура містить щонайменше 18 галактик і демонструє характерний ступінчастий розподіл швидкостей, що може свідчити про злиття двох гало.
У найщільнішій ділянці протокластера сім галактик тісняться в межах 70 кпк від квазара, а надгустота перевищує середню щонайменше у 100 разів. Маса гало оцінюється у 10^13–10^13.8 мас Сонця — цього достатньо, щоб з часом структура перетворилася на масивне скупчення на кшталт сучасного Coma. Серед галактик є як активні, так і дві вже згаслі, що припинили зореутворення, а також ознаки підвищеної частки активних ядер галактик.
Сірчана атмосфера екзопланети AF Lep b
Спектроскопія JWST/NIRSpec у діапазоні 2.85–5.3 мкм дозволила виявити в атмосфері молодого газового гіганта AF Lep b (маса 3–4 маси Юпітера, відстань 9 а.о. від зорі) вуглекислий газ, сірководень, метан, чадний газ та воду. Разом із даними VLTI/GRAVITY та VLT/SPHERE це дало змогу точно виміряти співвідношення вуглецю, кисню та сірки в атмосфері планети.
Виявилося, що вміст усіх трьох елементів перевищує зоряний у 3–5 разів, а сірки — особливо помітно. Це свідчить про значне накопичення твердих речовин під час формування планети: дослідники оцінюють їхню масу приблизно у 56 мас Землі. Співвідношення C/O та C/S вказують, що AF Lep b сформувалася поблизу свого нинішнього положення, а не за межею вимерзання CO — і за складом вона нагадує Юпітер та інші гігантські екзопланети на кшталт HR 8799.
Наддовгий гамма-спалах від руйнування зірки
Гамма-спалах GRB250702B став найтривалішим із зареєстрованих: його основна фаза тривала сім годин, їй передував слабкий рентгенівський попередник за добу до події, а після — тижнями згасав рентгенівський хвіст. Дослідники пояснюють цю незвичну поведінку мікро-подією приливного руйнування — коли зоря сонячного типу розривається чорною дірою масою близько 10 мас Сонця.
Тривимірне гідродинамічне моделювання показало, що уламки зорі за добу утворюють диск із розрідженою полярною лійкою, крізь яку релятивістський струмінь пробивається стабільно завдяки обертанню чорної діри (спін близько 0.9). Ця модель узгоджено пояснює всі три фази спалаху — від рентгенівського попередника до поступового згасання — і пропонує нове пояснення природи наддовгих гамма-спалахів.
Надлишок азоту в ранніх галактиках
Аналіз стекованих спектрів 135 галактик на червоних зміщеннях z=6–10, отриманих JWST/NIRSpec, показав, що надлишок азоту відносно кисню — не рідкісна аномалія окремих об'єктів, а поширена риса галактик перших мільярдів років Всесвіту. Спектри демонструють яскраві лінії високоіонізованого вуглецю, азоту та гелію.
Виміряні електронні температури дали значення log(N/O) = -0.57, що перевищує сонячне, тоді як вуглець залишається дефіцитним відносно кисню. Цікаво, що галактики, які нещодавно пережили спалах зореутворення, менш збагачені азотом, ніж ті, що перебувають у відносному затишші — це узгоджується зі сценарієм затримки збагачення від зір асимптотичної гілки гігантів у поєднанні з припливом первісного газу, без потреби залучати екзотичні надмасивні зорі.
