Телескоп «Джеймс Уэбб»: главные открытия

Как он устроен

Главное зеркало «Уэбба» шириной 6,5 метра собрано из 18 шестиугольных сегментов из бериллия, покрытых тонким слоем золота. Золото лучше всего отражает инфракрасный свет. Целиком такое зеркало не поместилось бы в ракету, поэтому его сложили, как оригами, и раскрыли уже в космосе.

Телескоп работает в полутора миллионах километров от Земли, в четыре раза дальше Луны. Там есть особая точка, где притяжение Земли и Солнца уравновешено, и телескоп летит вокруг Солнца вместе с Землёй, всегда с одной стороны.

Под зеркалом раскрыт щит из пяти тончайших слоёв плёнки размером с теннисный корт. С солнечной стороны на нём больше восьмидесяти градусов тепла, а с теневой холоднее двухсот двадцати градусов мороза. Холод нужен, потому что телескоп ловит тепловое излучение, и собственное тепло засветило бы ему всю картинку.

Почему инфракрасный свет

Вселенная расширяется, и свет далёких галактик по дороге к нам растягивается: волны становятся длиннее. Свет, который был видимым, приходит к нам инфракрасным. Это называют красным смещением. Чем дальше галактика, тем сильнее смещение. Значит, чтобы увидеть самые первые галактики, нужно смотреть в инфракрасном.

Вторая причина пыль. Звёзды рождаются в облаках газа и пыли, которые не пропускают обычный свет. Инфракрасные лучи проходят сквозь пыль, и «Уэбб» видит, что творится внутри звёздных колыбелей.

Это легко проверить дома. Пульт от телевизора светит инфракрасным светом, глаз его не видит, а камера телефона обычно видит: наведите пульт на камеру и нажмите кнопку, на экране замигает огонёк.

Что он открыл

Слишком ранние галактики

Свет от галактики JADES-GS-z14-0, найденной в 2024 году, шёл к нам больше 13 миллиардов лет. Мы видим её такой, какой она была примерно через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Позже нашли и чуть более далёкие. Удивило не расстояние, а то, что такие ранние галактики оказались яркими и массивными: по старым моделям они не успели бы так вырасти.

«Маленькие красные точки»

На снимках ранней Вселенной нашли множество компактных красных объектов. Что это такое, до сих пор спорят: возможно, очень плотные молодые галактики, возможно, растущие чёрные дыры в коконе газа. Хороший пример того, что новый прибор приносит не только ответы, но и новые вопросы.

Атмосферы чужих планет

Когда планета проходит перед своей звездой, часть звёздного света проходит сквозь её атмосферу. Разные газы поглощают свет на своих длинах волн, и по «провалам» в спектре можно понять состав воздуха планеты. В 2022 году «Уэбб» впервые надёжно нашёл углекислый газ в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы, газового гиганта WASP-39b.

В 2025 году громко прозвучала новость о возможных признаках жизни на планете K2-18b, но другие группы учёных проверили данные и сочли сигнал ненадёжным. Это нормальная работа науки: громкое заявление обязательно перепроверяют.

Как читать снимки «Уэбба»

Красивые разноцветные картинки «Уэбба» не фотография в привычном смысле. Глаз инфракрасного света не видит, поэтому каждому диапазону длин волн учёные назначают видимый цвет: самым длинным волнам красный, самым коротким синий. Получается перевод с невидимого языка на видимый. Цвета условные, но честные: они показывают реальную разницу в излучении.

У ярких звёзд на снимках есть характерные лучи, обычно шесть крупных и два поменьше. Это не свойство звёзд, а след устройства телескопа: свет огибает края шестиугольных зеркал и стойки, на которых держится маленькое зеркало. По этим лучам снимок «Уэбба» узнают сразу, у «Хаббла» лучей четыре.

Ещё одна деталь: почти каждая точка на снимках глубокого космоса не звезда, а целая галактика с миллиардами звёзд. На первом опубликованном снимке 2022 года, участке неба размером с песчинку на вытянутой руке, видны тысячи галактик.

Что из этого в школе

• шкала электромагнитных волн и инфракрасное излучение, физика 9 и 11 классов;
• спектры и их анализ, физика 11 класса;
• строение Солнечной системы и звёзд, астрономия в 10–11 классах;
• почему в космосе холодно и как работает теплоизоляция, физика 8 класса.

На ОГЭ и ЕГЭ по физике бывают тексты о космических аппаратах с вопросами по ним. Привычка читать научные новости здесь помогает: знакомые слова в тексте пугают меньше, а вопросы про длину волны или температуру решаются спокойнее.

Частые вопросы