Вот почему астрономы в восторге от спектров, полученных телескопом Уэбба

Когда на этой неделе были опубликованы первые полноценные изображения космоса, полученные телескопом имени Джеймса Уэбба, большинство из нас были поражены и очарованы тем, насколько фантастически выглядят эти кадры. Для нас, людей без степени в астрономии, эти кадры — лучшая демонстрация технологического развития и потенциального открытия чего-то невероятного. Но для людей, которые серьезно занимаются астрономией, а также продвинутых любителей, куда больший интерес представляют не красивые кадры, а информация о спектрах космических тел, полученная благодаря новому телескопу.

Астроном Джонатан МакДауэлл объяснил, почему это так.

Непосредственно данные — это белая ломаная линия, которую видно на изображении выше. Она указывает на количество света определенного цвета. И тут присутствуют заметные пики — значит этого света больше. Например, водорода на значении 4.6 и других газов.

Присутствие четырех таких пиков — спектральных линий, в определенном порядке, является подтверждением присутствия элемента водорода. Другими словами, этот свет исходит от атомов водорода. Расстояние между линиями, указанное синими линиями, указывает на наличие кислорода.

Подобные узоры похожи на мелодию. Если смотреть слева направо, то линия кислорода звучат как "да... (длинная пауза) ... да ... (длинная пауза)... ДА'ДА..." Если первые два удара — это маленькие пики, разделенные промежутками, то два других практически "выстреливают" друг за другом. Так звучит водород.

Мы знаем об этом, потому что "слышали" ту же "мелодию" в лабораториях, нагревая кислород. Но на снимке Уэбба он генерируется галактикой в 13.1 миллиардах световых лет от нас. Это говорит нам о двух вещах:

1. В галактике есть кислород

2. Атомы кислорода ведут себя также в миллиардах световых лет от нас, как и в лабораторных условиях, что доказывает целостность физики во вселенной

Определенные узоры линий и их индивидуальные профили позволяют ученым выявлять свойства газа, который произвел их. Таким образом спектр говорит нам о плотности, температуре, скорости, дистанции и многом другом.

Подобные кадры можно расценивать, словно это "сцена преступления". Какие галактики вызывают искривление света? Какие врезаются в соседние и отхватывают у них куски? Астрономы наблюдают за этим, словно галактическая полиция. Мы оказались на сцене преступления, мы сделали фотографии. А дальше отправляем экспертов, чтобы собирать образцы ДНК со всех галактик для анализа.

Спектры — аналоги образцов ДНК для астрономов. То, чем занимаются галактики зашифровано в их свете. Это отпечаток их истории и при помощи света мы можем узнать гораздо больше, чем с обычных фотографий.

Да, смотря на красивые снимки тоже можно заниматься наукой, но спектры — это то, что рассказывает целую историю.