ในปีนี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เฉลิมฉลองปีแรกของการดำเนินงานเต็มรูปแบบ ซึ่งในระหว่างนั้นได้คืนขุมสมบัติของภาพมากมาย และมันก็เพิ่งจะเริ่มต้นเท่านั้น
ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาซึ่งกลับบ้านในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2565 จากตำแหน่งที่อยู่ห่างจากวงโคจรโลก 1.5 ล้านกิโลเมตร JWST ได้สำรวจอวกาศได้ลึกกว่าและย้อนเวลากลับไปได้ไกลเกินกว่าที่กล้องโทรทรรศน์รุ่นก่อนๆ จะสามารถรองรับได้ (SN: 11/7/22- เอกสารทางวิทยาศาสตร์หลายร้อยชิ้นได้รับการตีพิมพ์แล้วโดยอิงจากภาพถ่ายของ JWST ซึ่งใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งปีครึ่งของอายุการใช้งาน 10 ปีตามแผนที่วางไว้ของกล้องโทรทรรศน์
แต่ JWST อาจมีเวลามากกว่าหนึ่งทศวรรษในการศึกษาจักรวาล ต้องขอบคุณการปล่อยจรวดที่สมบูรณ์แบบ ภารกิจจึงมีเชื้อเพลิงเหลืออยู่มากในการชี้กล้องโทรทรรศน์เกินกว่าที่คาดไว้ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Jane Rigby จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ในกรีนเบลต์ รัฐแมรี่แลนด์ กล่าวในเดือนกันยายนที่งานประชุมวิทยาศาสตร์ JWST ปีแรกในเมืองบัลติมอร์ “ตอนนี้เรามีจรวดขับเคลื่อนมานานกว่า 25 ปีแล้ว”
หากวิทยาศาสตร์ของ JWST ในช่วง 18 เดือนแรกเป็นข้อบ่งชี้ กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวอาจกำลังเข้าสู่ยุคทองทางดาราศาสตร์ที่มีมานานหลายทศวรรษ นี่เป็นเพียงบางส่วนที่ JWST แสดงให้เราเห็นในปี 2023
เจาะลึกสถานรับเลี้ยงเด็กดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด
การหมุนวนเป็นห้องคลอดที่เต็มไปด้วยฝุ่นซึ่งเต็มไปด้วยดาวฤกษ์อายุน้อยประมาณ 50 ดวงที่มีขนาดพอๆ กับดวงอาทิตย์ของเราหรือเล็กกว่านั้น (SN: 2/18/51- ทารกเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อก๊าซและฝุ่นในเมฆควบแน่นในปริมาณมากพอที่จะให้แรงโน้มถ่วงกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันที่เผาไหม้ในหัวใจของดวงดาว
ในภาพที่ JWST รวบรวมสถานรับเลี้ยงเด็กดาวฤกษ์ในเดือนกรกฎาคม ดาวฤกษ์อายุน้อยที่สุดยังคงถูกกักขังอยู่ในบริเวณมืดทั้งด้านบนและล่างทางขวา ดาวฤกษ์ทารกประกาศตัวเองด้วยไอพ่นของโมเลกุลไฮโดรเจนที่ปรากฏเป็นเส้นแสงอินฟราเรดความยาวคลื่นยาว ซึ่งมีสีแดงในภาพนี้ ซึ่งเป็นผลเมื่อดาวฤกษ์ดวงใหม่พัฒนาขึ้น
ภาพ JWST มีความชัดเจนพอที่จะเผยให้เห็นเงารอบๆ ดาวฤกษ์บางดวงที่อาจเป็นดิสก์ที่เต็มไปด้วยฝุ่นเหมือนกับดวงที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ของเราเมื่อยังเยาว์วัย ดิสก์เหล่านั้นคือที่ที่ดาวเคราะห์ถือกำเนิด ดวงอาทิตย์ของเราเองเริ่มต้นจากแหล่งเพาะพันธุ์ดาวฤกษ์ประเภทเดียวกันเมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน
Rho Ophiuchi อยู่ห่างจากโลก 390 ปีแสงเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ดาวที่อยู่ใกล้เราที่สุด เนื่องจากไม่มีดวงดาวอยู่ระหว่างเรากับเรือนเพาะชำ JWST จึงมีที่นั่งแถวหน้าเพื่อให้เราเห็นการเกิดและชีวิตในวัยเด็กของดวงดาวที่คล้ายกับดวงอาทิตย์
อาจจะเป็นแฝด?
เสาที่ส่องแสงระยิบระยับเป็นสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นดาวฤกษ์อายุน้อยที่ถูกลิขิตให้เติบโตจนมีขนาดเท่าดวงอาทิตย์ของเราในที่สุด เครื่องบินไอพ่นซึ่งถูกกำหนดให้เป็น HH 211 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1,000 ปีแสง และฝังอยู่ในเมฆฝุ่นที่เจาะดาวฤกษ์ คอลัมน์เหล่านี้มองเห็นได้เนื่องจากไอพ่นก๊าซที่ดาวฤกษ์อายุน้อยปล่อยออกมาในช่วงแรกของชีวิตพุ่งชนฝุ่นใกล้เคียงด้วยความเร็วเหนือเสียง
ภาพถ่ายไอพ่นที่ถ่ายด้วยกล้องอินฟราเรดของ JWST มีความละเอียดสูงกว่าภาพก่อนหน้าของ HH 211 ถึง 10 เท่า ระลอกคลื่นตามศูนย์กลางของการไหลออกบอกเป็นนัยว่า HH 211 จริงๆ แล้วอาจเป็นฝาแฝดกัน ซึ่งเป็นดาวฤกษ์อายุน้อยคู่หนึ่งที่โคจรรอบกันและกัน — แทนที่จะเป็นดวงดาวเดียวดาย
ชมสภาพอากาศบนวงแหวนน้ำแข็งยักษ์
แม้จะถ่ายด้วยกล้อง JWST เป็นเวลาสั้นๆ เพียง 12 นาที ก็ยังมีสัญญาณว่าวันนั้นมีเมฆมากในบางสถานที่บนดาวยูเรนัสน้ำแข็งขนาดยักษ์ มุมมองของขั้วโลกเหนือของดาวเคราะห์ดวงนี้ซึ่งถ่ายในเดือนกุมภาพันธ์ เป็นไปได้เนื่องจากดาวยูเรนัสเอียงไปด้านข้าง มุมมองค่าโสหุ้ยทำให้มองเห็นได้ด้วยความละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน (SN: 23/9/22- ลักษณะเด่นอื่นๆ ได้แก่จุดสว่างคู่หนึ่งในชั้นบรรยากาศของโลกที่ดูเหมือนเมฆ และหมวกขั้วโลกขนาดใหญ่ที่ดูหมอก
ดูเหมือนว่าหมวกขั้วโลกจะก่อตัวขึ้นเฉพาะเมื่อวงโคจรของดาวยูเรนัสทำให้ขั้วโลกเหนือสัมผัสกับดวงอาทิตย์ และมันจะจางหายไปเมื่อดาวเคราะห์ยังคงเดินทางต่อไป หมวกคืออะไร และเหตุใดจึงปรากฏเฉพาะเมื่อขั้วโลกหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์เท่านั้น ยังไม่เป็นที่แน่ชัด การศึกษาของ JWST ในอนาคตและการเปิดรับแสงในการถ่ายภาพนานขึ้นสามารถไขปริศนาได้ พร้อมทั้งยังทำให้เราได้เห็นทิวทัศน์อันน่าทึ่งของยักษ์สีน้ำเงินน้ำแข็งอีกด้วย
องค์ประกอบสำหรับชีวิตในเนบิวลานายพราน
สัญญาณของสารเคมีที่สำคัญต่อการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตได้ปรากฏขึ้นในดิสก์ฝุ่นรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ลึกเข้าไปในส่วนของเนบิวลานายพรานที่รู้จักกันในชื่อแถบนายพราน แม้ว่าจะเล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ในภาพเนบิวลานี้ที่ JWST จับได้เมื่อเดือนมิถุนายน แต่จานนี้ล้อมรอบดาวแคระแดงชื่อ d203-506
ดาวสีแดงที่เย็นนี้ไม่เหมือนกับดวงอาทิตย์ของเรามากนัก แต่มันดำรงอยู่ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยคล้ายกับที่ดวงอาทิตย์ของเราอาจประสบในวัยเด็ก เนื่องจากรังสีที่อาบจากดาวฤกษ์ร้อนอายุน้อยในบริเวณใกล้เคียง JWST ตรวจพบสารประกอบคาร์บอนและไฮโดรเจนในจานดาวสีแดงซึ่งบ่งชี้ว่าสารเคมีที่สำคัญต่อการพัฒนาสิ่งมีชีวิตสามารถทนต่อรังสีที่รุนแรงในเรือนเพาะชำดาวฤกษ์ได้
น่าประหลาดใจที่รังสีที่นักวิจัยหลายคนคิดว่าจะทำลายโมเลกุลอินทรีย์อาจให้พลังงานที่จำเป็นในการสร้างสารเคมีที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตแทน
มองเข้าไปในหัวใจของปู
มีจุดสว่างเล็กๆ ใกล้กลางเนบิวลาปูในภาพ JWST ที่เผยแพร่ในเดือนตุลาคม จุดนี้คือดาวนิวตรอนเล็กๆ ที่มีความหนาแน่นมหาศาล ซึ่งถูกทิ้งไว้ข้างหลังหลังจากการระเบิดซูเปอร์โนวาที่ปรากฏบนท้องฟ้าของโลกในปี 1054 ดาวนิวตรอนนั้นมีสนามแม่เหล็กที่รุนแรงที่หมุนไปรอบ ๆ ขณะที่มันหมุน ดูเหมือนจะปลุกเร้าเมฆควัน
ลักษณะสีขาวเล็กๆ ไม่ใช่ควัน แต่เป็นรังสีที่เกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนเร่งอิเล็กตรอนให้มีความเร็วสูงมาก ซึ่งใกล้เคียงกับความเร็วแสง โครงสร้างเล็กๆ น้อยๆ ในภาพเนบิวลาแสดงแถวโค้งสีขาวที่ทำเครื่องหมายเส้นของสนามแม่เหล็ก
เรื่องราวต้นกำเนิดทั้งหมดของเนบิวลาปูยังไม่ชัดเจน แต่รายละเอียดที่กล้องอินฟราเรดของ JWST มอบให้ร่วมกับกำลังช่วยนักดาราศาสตร์ในการปะติดปะต่อเรื่องราวเบื้องหลังของปู (SN: 23/5/22-
ภาพทั้งห้านี้บอกเป็นนัยถึงสิ่งที่เราน่าจะได้เห็นจาก JWST ในช่วงไตรมาสถัดไปของการสังเกตการณ์ “การพยายามตามให้ทันผลลัพธ์ที่มาจาก JWST อาจเป็นงานที่ท้าทายและท้าทาย” มาร์ค โพสต์แมน นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในเมืองบัลติมอร์กล่าวในการประชุมเดือนกันยายน “การค้นพบที่หลากหลายและหลากหลายนั้นทั้งน่าตื่นเต้นและท้าทาย และนั่นคือความท้าทายที่เราอยากจะยอมรับ”
