Снимки с космического телескопа Хаббл 2020
Таинственные туманности, до которых миллионы световых лет, рождение новых звезд и столкновения галактик. Подборка лучших фотографий с космического телескопа Хаббл за последнее время.
Снимок Юпитера, сделанный Хабблом 25 августа 2020 года, был сделан, когда планета находилась в 406 миллионах миль от Земли. (Фото NASA, ESA, STScI, A. Simon, GSFC, and M.H. Wong and the OPAL team):
Sh2-106 — эмиссионная туманность и область звездообразования в созвездии Лебедя. Это область H II, находящаяся примерно в 2000 св. летот Земли , в изолированной области Млечного Пути.. (Фото NASA / ESA):
Галактика NGC 3432 в созвездии Малый Лев. (Фото ESA / Hubble & NASA, A. Filippenko, R. Jansen ):
Туманность Лагуна — гигантское межзвёздное облако и область H II в созвездии Стрельца. (Фото ESA / Hubble & NASA):
Галактика NGC 2775 в созвездии Рака. Находится на расстоянии около 67 миллионов световых лет от Солнца. (Фото ESA / Hubble & NASA, J. Lee and the PHANGS-HST Team):
Космическое соединение звезды Hen 2-427, более известной как WR 124, и туманности M1-67, которая её окружает. (Фото ESA / Hubble & NASA, acknowledgement: Judy Schmidt):
Галактика «Мясной крюк» NGC 2442. Она была открыта в 1834 году английским астрономом Джоном Гершелем. Галактика расположена в южном созвездии Летучей рыбы и удалена от нас на 50 миллионов световых лет. Ее диаметр на четверть меньше диаметра Млечного пути. (Фото ESA / Hubble & NASA, S. Smartt):
Рассеянное скопление NGC 1805 в созвездии Золотая Рыба. (Фото ESA / Hubble & NASA, J. Kalirai):
Два совершенно разных раскаленных газо-пылевых облака — NGC 2014 и NGC 2020 в Большом Магеллановом Облаке. Красным цветом выделено скопление NGC 2014, другое окрашено в оттенки синего цвета имеет название NGC 2020. Эти объекты существенно отличаются друг от друга, но оба формировались под действием звездного ветра в результате многочисленных вспышек новых звезд. (Фото NASA, ESA and STScI):
Молодое рассеянное звёздное скопление в созвездии Змеи — Туманность Орёл. (Фото ESA / Hubble & NASA):
Спиральная галактика NGC 2008 в созвездии Живописец. Свет шел оттуда до нас в течение последних 425 миллионов лет. (Фото ESA / Hubble & NASA, A. Bellini):
Звезда HBC 672 находится в туманности, получившей название туманность Змеи, на расстоянии около 1300 световых лет от нас. (Фото NASA, ESA, and STScI):
Туманность Бабочка в созвездии Скорпион. Имеет одну из самых сложных структур среди известных полярных туманностей. Центральная звезда туманности была обнаружена телескопом Хаббл в 2009 году, температура её поверхности превышает 200 000. (Фото NASA, ESA, and J. Kastner, RIT):
Струя газа Herbig-Haro 110 выбрасывается удалённой звезды и окружает близлежащее пылевое облако. (Фото NASA, ESA and the Hubble Heritage team, STScI / AURA):
Галактика-«трансформер» LRG-3-817. Ее изображение искажено эффектами гравитационного линзирования. Как объяснили астрономы, гравитационное линзирование происходит, когда между Землей и удаленным источником света находится большое количество материи, например, скопление галактик. Поскольку пространство искажается массивными объектами, свет от удаленного объекта изгибается, когда движется к нам, и мы видим его искаженное изображение. (Фото ESA / Hubble & NASA, S. Allam):
Находясь на расстоянии около 60 миллионов световых лет от Земли, мы видим здесь Большую спиральную галактику с перемычкой NGC 1365. Галактика входит в Скопление Печи. (Фото ESA / Hubble & NASA, J. Lee and the PHANGS-HST Team):
Необычная звезда IRAS 14568-6304 была обнаружена группой астрономов с помощью инфракрасного астрономического спутника (infrared Astronomical Satellite), запущенного в 1983 году. Звезда выбрасывает газ на сверхзвуковых скоростях и в конечном итоге делает дыру в облаке, что позволило ей стать хорошо заметной. (Фото ESA / Hubble & NASA / Acknowledgements: R. Sahai, Serge Meunier):
Abell 2744, также известное как скопление Пандоры — гигантское скопление галактик, результат одновременного столкновения по меньшей мере четырёх отдельных небольших скоплений галактик, которое происходило в течение 350 миллионов лет. (Фото NASA, ESA, and J. Lotz, M. Mountain, A. Koekemoer, and the HFF Team):
Туманность Лагуна. (Фото NASA, ESA, STScI):
Объект SNR 0454-67.2 находится в карликовой галактике Большое Магелланово Облако, спутнике Млечного Пути. Он, вероятно, является результатом взрыва сверхновой. (Фото ESA / Hubble, NASA):
Туманность Конская Голова в созвездии Ориона. (Фото NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team, AURA / STScI):
Эмиссионная туманность в созвездии Кассиопея. «Пузырь» образовался в результате звездного ветра от горячей массивной звезды типа Звезда Вольфа. Сама туманность является частью гигантского молекулярного облака, расположенного на расстоянии 7100 — 11 000 световых лет от Солнца. (Фото NASA, ESA, Hubble Heritage Team):
Источник
Заглянувший за горизонт
На заре ХХ века теоретики космонавтики мечтали о том, что когда-нибудь человечество научится запускать в космос телескопы. Земная оптика в то время была несовершенна, астрономическим наблюдениям часто мешала плохая погода и «засветка» неба, поэтому казалось разумным отправить телескоп за пределы атмосферы, чтобы изучать планеты и звёзды без помех. Но даже фантасты не смогли бы в то время предсказать, сколько удивительных и неожиданных открытий принесут орбитальные телескопы.
СЧАСТЛИВЫЙ БРАК
Самым известным орбитальным телескопом является «Хаббл» (Hubble Space Telescope, HST), названный в честь знаменитого американского астронома Эдвина Пауэлла Хаббла, доказавшего, что галактики являются звёздными системами, и открывшего их разбегание.
Телескоп «Хаббл» входит в четвёрку Больших обсерваторий NASA. Имея главное зеркало диаметром 2,4 метра, он долгое время оставался самым большим оптическим инструментом на орбите, пока в 2009 году Европейское космическое агентство не запустило туда инфракрасный телескоп «Гершель» с диаметром зеркала 3,5 метра. На Земле такого размера инструменты не могут полностью реализовать свою разрешающую способность: дрожание атмосферы размывает изображение.
Старт шаттла Discovery: в его грузовом отсеке находится телескоп «Хаббл».
Проект мог провалиться, если бы телескоп изначально не был рассчитан на обслуживание астронавтами. Фирма «Кодак» быстро изготовила второе зеркало, однако заменить его в космосе было невозможно, и тогда специалисты предложили создать космические «очки» — систему оптической коррекции COSTAR из двух особых зеркал. Чтобы установить систему на «Хаббл», 2 декабря 1993 года на орбиту отправился шаттл Endeavour. Астронавты совершили пять сложнейших выходов в открытый космос и вернули дорогостоящий телескоп к жизни.
«Хаббл» отправляется в самостоятельный полёт.
Позднее астронавты NASA летали к «Хабблу» ещё четыре раза, значительно продлив срок его эксплуатации. Очередная экспедиция была назначена на февраль 2005 года, но в марте 2003-го, после катастрофы шаттла Columbia, она была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу телескопа.
Благоприятное воздействие космических «очков»: так выглядела галактика М100 до ремонта «Хаббла» и после.
Под давлением общественности в июле 2004 года комиссия Академии наук США постановила сохранить телескоп. Через два года новый директор NASA Майкл Гриффин объявил о подготовке последней экспедиции по ремонту и модернизации телескопа. Предполагается, что после этого «Хаббл» проработает на орбите до 2014 года, после чего его сменит более совершенный телескоп «Джеймс Вебб».
«Хаббл» был доставлен на орбиту 24 апреля 1990 года в грузовом отсеке шаттла Discovery. По иронии судьбы «Хаббл», начав работу в космосе, дал изображение хуже, чем такой же по размерам наземный телескоп. Причиной была ошибка при изготовлении главного зеркала
«Сердце» телескопа «Хаббл» — главное зеркало — оказалось бракованным.
Эта команда астронавтов спасла «Хаббл» от забвения.
Ремонт «Хаббла» в космосе — процедура крайне сложная, требующая специальных навыков и подготовки.
РАБОТА С «ХАББЛОМ»
С «Хабблом» может поработать любой человек, имеющий диплом астронома. Однако придётся подождать в очереди. Конкуренция за время наблюдений высока: обычно запрошенное время в шесть, а иногда в девять раз превышает реально доступное.
С «Хабблом» может поработать любой человек, имеющий диплом астронома. Однако придётся подождать в очереди. Конкуренция за время наблюдений высока: обычно запрошенное время в шесть, а иногда в девять раз превышает реально доступное.
В течение нескольких лет часть времени из резерва выделялась астрономам-любителям. Их заявки рассматривались специальным комитетом. Основным требованием к заявке была оригинальность темы. В период между 1990 и 1997 годом было произведено 13 наблюдений по программам, предложенным астрономами-любителями. Затем из-за недостатка времени эту практику прекратили.
Открытия, сделанные с помощью «Хаббла», трудно переоценить: первые изображения астероида Церера, карликовой планеты Эрида, далёкого Плутона. В 1994 году «Хаббл» предоставил высококачественные снимки столкновения кометы Шумейкеров-Леви-9 с Юпитером. «Хаббл» отыскал множество протопланетных дисков вокруг звёзд в Туманности Ориона — таким образом астрономы смогли доказать, что процесс формирования планет происходит у большинства звёзд нашей галактики. По результатам наблюдений квазаров была построена космологическая модель Вселенной — оказалось, что наш мир расширяется с ускорением и заполнен загадочной тёмной материей. Кроме того, наблюдения «Хаббла» позволили уточнить возраст Вселенной — 13,7 миллиарда лет.
ДЕСЯТКА «СМОТРИТЕЛЯ ГАЛАКТИК»
За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тысяч изображений 22 тысяч небесных объектов: планет, звёзд, туманностей и галактик. Поток данных, которые он ежедневно генерирует в процессе наблюдений, составляет 15 гигабайт. Общий их объём уже превысил 20 терабайт.
В этой подборке мы представляем наиболее интересные из снимков, сделанных «Хабблом». Тема — туманности и галактики. Ведь «Хаббл» прежде всего создавался для на- блюдения за ними. В следующих статьях «МФ» обратится к снимкам других космических объектов.
ТУМАННОСТЬ АНДРОМЕДЫ
Туманность Андромеды, получившая в каталоге Мессье обозначение М31, хорошо известна любителям как астрономии, так и научной фантастики. И все они знают, что это вовсе не туманность, а ближайшая к нам галактика. Благодаря наблюдениям за ней Эдвин Хаббл сумел доказать, что многие из туманностей являются звёздными системами, подобными нашему Млечному Пути.
Как следует из названия, туманность расположена в созвездии Андромеды и находится от нас на расстоянии 2,52 миллиона световых лет. В 1885 году в галактике вспыхнула сверхновая SN 1885A. За всю историю наблюдений это пока единственное подобное событие, зарегистрированное в М31.
В 1912 году было установлено, что Туманность Андромеды приближается к нашей галактике со скоростью 300 км/с. Столкновение двух галактических систем произойдёт приблизительно через 3-4 миллиарда лет. Когда это произойдёт, они сольются в одну большую галактику, которую астрономы называют Млечномедой. Возможен вариант, что при этом наша Солнечная система будет выброшена в межгалактическое пространство мощными гравитационными возмущениями
КРАБОВИДНАЯ ТУМАННОСТЬ
Крабовидная туманность — одна из самых знаменитых газовых туманностей. Она занесена в каталог французского астронома Шарля Мессье под номером один (М1). Сама идея создать каталог космических туманностей пришла к Мессье после того, как, наблюдая небо 12 сентября 1758 года, он принял Крабовидную туманность за новую комету. Чтобы избежать таких ошибок в будущем, француз и взялся регистрировать подобные объекты.
Крабовидная Туманность находится в созвездии Тельца, на расстоянии 6,5 тысяч световых лет от Земли, и представляет собой остатки от взрыва сверхновой. Сам взрыв наблюдали арабские и китайские астрономы 4 июля 1054 года. Согласно сохранившимся записям, вспышка оказалась настолько яркой, что была видна даже днём. С тех пор туманность расширяется с чудовищной скоростью — около 1000 км/с. Её протяжённость сегодня составляет более десяти световых лет. В центре туманности находится пульсар PSR B0531+21 — десятикилометровая нейтронная звезда, оставшаяся после взрыва сверхновой. Свое название Крабовидная туманность получила от рисунка астронома Уильяма Парсонса, сделанного в 1844 году, — в этом наброске она очень напоминала краба
| Дедушка «Хаббла» | ||||
У орбитальной астрономии есть своя история. К примеру, во время полного солнечного затмения 19 июня 1936 года московский астроном Пётр Куликовский совершил подъём на субстратостате для фотографирования короны и ореола Солнца. В 1950-х годах француз Одуен Дольфюс предпринял серию стратосферных полётов в специально сконструированной для этой цели гермокабине, поднимаемой гирляндой из 104-х небольших воздушных шаров, привязанных к 450-метровому тросу. Кабина была снабжена 30-сантиметровым телескопом, и с его помощью снимались спектры планет. Развитием этих экспериментов стала беспилотная гондола «Астролаб», с которой французы выполнили серию стратосферных наблюдений, — её система ориентации и стабилизации уже создавалась на основе космических технологий. Для американских астрономов первым шагом к орбитальным телескопам стала программа «Стратоскоп», которой руководил известный астрофизик Мартин Шварцшильд. С 1955 года начались полёты «Стратоскопа-1» с солнечным телескопом, а 1 марта 1963 года свой первый ночной полёт совершил «Стратоскоп-2», оснащённый высококачественным рефлектором системы Кассегрена — с его помощью были получены инфракрасные спектры планет и звёзд. Последний и наиболее удачный полёт состоялся в марте 1970 года. За девять часов наблюдения были получены снимки планет-гигантов и ядра галактики NGC 4151. Полётом управляла группа во главе с сотрудником Принстонского университета Робертом Даниельсоном, который позднее вошёл в группу проектантов телескопа «Хаббл». СТОЛПЫ ТВОРЕНИЯСтолпы Творения — фрагменты газопылевой туманности Орла (М16), которую можно разглядеть в созвездии Змеи. «Хаббл» снял их в апреле 1995 года, и этот снимок стал одним из самых популярных в коллекции NASA. Первоначально считалось, что в Столпах Творения рождаются новые звёзды — отсюда и название. Однако более поздние исследования показали обратное — как раз там материала для образования звёзд недостаточно. Пик рождения светил в туманности Орла завершился уже миллион лет назад, и первые молодые и горячие солнца своим излучением успели разогнать газ в центре Столпы Творения являются частью нашей галактики, но отстоят на 7 тысяч световых лет. Они колоссальны (высота левого — треть парсека), но весьма неустойчивы. Недавно астрономы обнаружили, что около 9 тысяч лет назад рядом с ними взорвалась сверхновая. Ударная волна достигла Столпов 6 тысяч лет на- зад и уже уничтожила их, но с учетом удалённости земляне ещё нескоро смогут наблюдать разрушение одного из самых необычных и красивых космических объектов. ИНКУБАТОР МИРОВЕсли в туманности Орла процесс рождения новых звёзд завершился, то в созвездии Ориона пока ещё нет. Газопылевая туманность Ориона (М42) находится в том же спиральном рукаве галактики, что и Солнце, но на расстоянии 1300 световых лет от нас. Это ярчайшая туманность ночного неба, она хорошо различима невооружённым глазом. Размеры туманности велики — её протяжённость составляет 33 световых года. Там находится около тысячи светил в возрасте менее миллиона лет (по космическим меркам, это младенцы) и десятки тысяч звёзд, которым чуть больше десяти миллионов лет. Благодаря «Хабблу» удалось разглядеть протопланетные диски рядом с юными звёздами, причём на разных стадиях формирования. Наблюдая за туманностью, астрономы могут наконец составить ясное представление о том, как рождаются планетные системы. Однако происходящие в туманности Ориона процессы настолько активны, что уже через 100 тысяч лет она распадётся и прекратит существование, оставив после себя скопление звёзд с планетами. БУДУЩЕЕ СОЛНЦАВ космосе можно увидеть не только рождение миров, но и их смерть. На снимке «Хаббла», полученном в 2001 году, запечатлена Муравьиная туманность, которая известна астрономам под обозначением Mz3 (Menzel 3). Туманность расположена в нашей галактике на расстоянии 3 тысяч световых лет от Земли и образовалась в результате выбросов газа из звезды, похожей на наше Солнце. Её протяжённость более светового года. Муравьиная туманность озадачила астрономов. Пока они не могут ответить на вопрос, почему вещество умирающей звезды разлетается не в виде расширяющейся сферы, а в виде двух независимых выбросов, придающих туманности вид муравья, — это плохо согласуется с существующей теорией эволюции звёзд. Одно из возможных объяснений: у затухающей звезды есть очень близкая звезда-компаньон, сильные гравитационные приливные силы которой оказыва- ют влияние на формирование потоков газа. Другое объяснение: при вращении затухающей звезды её магнитное поле приобретает сложную закручивающуюся структуру, влияя на заряженные частицы, разлетающиеся в пространстве со скоростью до 1000 км/с. Так или иначе, но пристальное наблюдение за Муравьиной туманностью поможет нам увидеть возможное будущее нашего родного светила. СМЕРТЬ МИРАЗвёзды, превышающие по массе Солнце, обычно заканчивают свою жизнь превращением в сверхновую. «Хабблу» удалось запечатлеть несколько таких вспышек, но, пожалуй, самым эффектным выглядит снимок сверхновой 1994D, которая взорвалась на окраинах диска галактики NGC 4526 (видна на фотографии как яркое пятно внизу слева). Сверхновая 1994D не была чем-то особенным — наоборот, она интересна как раз тем, что очень похожа на другие. Имея представление о сверхновых, астрономы по блеску 1994D могут определить расстояние до неё и уточнить, как расширяется Вселенная. Сам снимок наглядно демонстрирует масштабы явления — по своей светимости сверхновая сопоставима со светимостью целой галактики. ПОЖИРАТЕЛЬ ГАЛАКТИКВ космосе существуют не только звёзды, туманности и галактики, но и чёрные дыры. Чёрная дыра — это область в пространстве, гравитационное притяжение в которой настолько велико, что её не может покинуть даже свет. Счи- тается, что можно встретить несколько типов чёрных дыр: возникших в момент Большого взрыва, зародившихся в результате коллапса массивной звезды и сформировавшихся в центрах галактик. Астрономы говорят, что огромные чёрные дыры есть в центре любой спиральной и эллиптической галактики. Но как увидеть то, из чего не способен вырваться даже свет? Оказывается, обнаружить чёрную дыру можно по её взаимодействию с пространством. На снимке «Хаббла», полученном в 2000 году, запечатлён центр эллиптической галактики М87 — крупнейшей в скоплении созвездия Девы. Она находится от нас на расстоянии 50 миллионов световых лет и является источником мощнейшего радио- и гамма-излучения. Ещё в 1918 году было установлено, что из центра галактики бьёт струя раскалённых газов, скорость внутри которой близка к световой. Протяжённость струи — 5 тысяч световых лет! Изучение галактики М87 показало: феноменальную плотность вещества в её центре и чудовищную струю можно объяснить, только если предположить, что там находится гигантская чёрная дыра, масса которой в 6,4 миллиарда раз больше солнечной. Наличие этого «пожирателя» галактик и периодические выбросы вещества из области рядом с ним препятствуют рождению новых звёзд. Астрономы уверены: если бы в центре М87 находилась обычная чёрная дыра, то галактика имела бы спиральный вид, а по яркости в 30 раз превосходила бы нашу. ЮНОСТЬ ВСЕЛЕННОЙОрбитальный телескоп «Хаббл» может служить не только оптическим инструментом, но и настоящей «машиной времени» — например, с его помощью можно разглядеть объекты, появившиеся практически сразу после Большого взрыва. В 2004 году «Хаббл» посредством новой чувствительной камеры сумел сфотографировать скопление из 10 тысяч самых удалённых и, соответственно, самых древних галактик. Эти галактики находятся от нас на рекордном расстоянии — 13,1 миллиарда световых лет. Если наша Вселенная родилась 13,7 миллиарда лет назад, то получается, что обнаруженные галактики появились всего-то спустя 650-700 миллионов лет после Большого взрыва. Разумеется, мы видим не сами эти галактики, а лишь их свет, который наконец-то добрался до Земли Таким образом, на фотографии отображены события, которые происходили в первый миллиард лет жизни нашей Вселенной. По оценкам учёных, на том этапе эволюции она была на порядок меньше своих сегодняшних размеров, а находившиеся в ней объекты располагались ближе друг к другу. Некоторые из сфотографированных галактик напрочь лишены чёткой внутренней структуры, присущей нашей галактике. Другие — явно переживают период столкновения, когда чудовищные гравитационные силы придают им необычную форму. Регион древнейших галактик астрономы условно называют Ultra Deep Field. Он находится чуть ниже созвездия Ориона. ТУМАННОСТЬ КОНСКАЯ ГОЛОВАТуманность Конская Голова (или Barnard 33) находится в созвездии Ориона на расстоянии около 1600 световых лет от Земли. Её линейный размер — 3,5 световых года. Она — часть огромного газопылевого комплекса, названного Облаком Ориона. Эта туманность известна даже людям, далёким от астрономии, ведь она и впрямь похожа на конскую голову. Красное свечение голове придает ионизация водорода, находящегося за туманностью, под действием излучения от ближайшей яркой звезды — Альнитак. Истекающий из туманности газ движется в сильном магнитном поле. Яркие пятна в основании туманности Конская Голова — это молодые звёзды, находящиеся в процессе формирования. Благодаря своей необычной форме туманность привлекает внимание: её часто рисуют и фотографируют. Наверное, именно поэтому снимок Конской Головы, сделанный «Хабблом», был признан лучшим по итогам голосования пользователей интернета. ГАЛАКТИКА СОМБРЕРОСомбреро (М104) — это спиральная галактика в созвездии Девы, которая находится на расстоянии 28 миллионов световых лет от нас. Диаметр галактики — 50 тысяч световых лет. Свое название она получила благодаря выступающей центральной части (балджу) и ребру из тёмного вещества (не путать с тёмной материей!), придающим галактике сходство с мексиканской шляпой. Центральная часть галактики излучает во всех диапазонах электромагнитного спектра. Как установили учёные, там находится гигантская чёрная дыра, масса которой в миллиард раз превосходит солнечную. Пылевые кольца M104 содержат большое количество молодых ярких звёзд и обладают крайне сложной структурой, которая пока не поддаётся объяснению. Снимок галактики Сомбреро был признан лучшим снимком «Хаббла» по мнению астрономов, опрошенных корреспондентами британской газеты Daily Mail. Наверное, своим выбором астрономы хотели сказать, что познание Вселенной не сводится к кропотливому изучению тысяч фотографий звёздного неба, к построению графиков и к бесконечным вычислениям. Познавая Вселенную, мы ещё и наслаждаемся её фантастической красотой. И в этом нам помогает уникальное творение человеческих рук — орбитальный телескоп «Хаббл».
|
