Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?
В этом году космическому телескопу «Хаббл» исполнилось 30 лет. В честь юбилея НАСА только выпустило десятки недавно обработанных снимков телескопа, на которых изображены 30 ослепительных галактик, сверкающих звездных скоплений и туманности. А мы рассказываем как и зачем появился «Хаббл», какие открытия он совершил и как его снимки повлияли на всех нас.
Космический телескоп «Хаббл» изменил наше понимание Вселенной, а её вид с орбиты, вызвал поток космических открытий, навсегда изменивших астрономию. От исследований темной материи до поисков определения возраста Вселенной — «Хаббл» помог ответить на некоторые из самых важных астрономических вопросов нашего времени и раскрыл загадки, о существовании которых мы даже не подозревали. На протяжении всей истории человечество никогда не смотрело на Вселенную с большей ясностью и сосредоточенностью.
Зачем отправлять телескоп в космос?
«Хаббл» был разработан как обсерватория общего назначения, предназначенная для исследования Вселенной в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах волн. На сегодняшний день телескоп изучил более 40 000 космических объектов, предоставив виды, которые астрономы не смогли запечатлеть с Земли.
Помимо того, что земная атмосфера полностью блокирует свет определенных длин волн, она состоит из движущихся воздушных карманов, которые вызывают мерцающие звезды на ночном небе. Это движение размывает изображения, снятые телескопами на земле. «Хаббл» был выведен на орбиту над атмосферой, чтобы избежать этих эффектов.
Хотя зеркало «Хаббла» намного меньше, чем в крупнейших наземных обсерваториях, уникальное положение телескопа над атмосферой Земли придает ему невероятную четкость. Когда телескоп вращается вокруг Земли, его зеркало собирает свет из космоса, собирая изображения и данные. Для некоторых из самых глубоких изображений «Хаббла» телескоп несколько дней смотрел в одну и ту же точку неба, пытаясь уловить как можно больше тусклого свечения далекой Вселенной.
Космические открытия
Когда был запущен телескоп «Хаббл», было известно, что возраст Вселенной составлял 10-20 млрд лет. Изучив определенный класс звезд, который можно использовать для определения расстояния, «Хаббл» смог помочь сузить эту широкую цифру до примерно 13,8 млрд лет, числа, которое теперь используется для понимания временной шкалы и развития звезд, галактик и многого другого.
«Хаббл» обнаружил сверхмассивные черные дыры, скрывающиеся в сердцах галактик, и помог нанести на карту присутствие неуловимой темной материи вокруг скоплений галактик. Но одним из самых странных открытий стало открытие того, что расширение Вселенной ускоряется из-за присутствия все еще неопознанной и ранее неизвестной «темной энергии». Благодаря своей способности доставлять на Землю первозданные изображения Вселенной, «Хаббл» часто показывал человечеству, сколько ему еще предстоит узнать о космосе.
Машина времени «Хаббла»
Космос настолько огромен, что даже свету требуется немало времени, чтобы путешествовать по огромному пространству между объектами. Свету Луны Земли требуется около 1,3 световых секунд, чтобы достичь нас, поэтому, когда мы смотрим на Луну в небе, мы видим ее такой, какой она появилась 1,3 секунды назад.
Свет самых далеких космических объектов начал путешествовать в космосе миллиарды лет назад. Когда он наконец прибывает в наш уголок вселенной, он показывает нам вселенную такой, какой она была в далеком прошлом. Улавливая слабый свет ранней Вселенной, «Хаббл» может видеть галактики такими, какими они были миллиарды лет назад, показывая нам, как они развивались и эволюционировали с течением времени.
Мы не можем наблюдать, как меняются галактики или звезды — они развиваются во времени миллиарды лет. Но, рассматривая их на разных этапах своего существования, «Хаббл» помог продемонстрировать, как галактики изменяются и растут в результате взаимодействий и столкновений. Он дал нам снимки звезд на разных этапах звездной жизни и показал, как они сливаются и воспламеняются в облаках газа и пыли, выдыхают внешние слои в виде туманностей и взрываются как сверхновые.
Планеты Солнечной системы
«Хаббл» использовался для исследования всего: от погоды на планетах в нашей солнечной системе до рождения планет вокруг других звезд. Он исследовал состав атмосфер этих внесолнечных планет или экзопланет и, возможно, получил одно из первых изображений такой планеты в видимом свете.
«Хаббл» стал важным свидетелем событий в нашей солнечной системе — он наблюдал столкновения комет и астероидов с Юпитером, штормы и полярные сияния на соседних планетах, распадающиеся астероиды и проходящие мимо кометы. Наш космический «задний двор» по-прежнему преподносит много сюрпризов: «Хаббл» первым обнаружил кольца и луны вокруг Урана и луны вокруг Плутона. Благодаря «Хабблу» мы намного лучше понимаем, как на самом деле выглядит наша Солнечная система и как она работает.
Как открытия «Хаббла» повлияли на человечество?
В 1609 году наблюдения итальянского ученого Галилео Галилея окончательно показали, что существуют небесные тела (луны Юпитера), которые не вращаются вокруг Земли. Это революционное открытие навсегда изменившую наше представление о Вселенной с центром в центре Земли.
Новая революция в астрономии
Почти четыре столетия спустя запуск космического телескопа НАСА «Хаббл» на борту космического корабля «Дискавери» в 1990 году положил начало новой революции в астрономии. Созданный в результате партнерства космической программы США и Европейского космического агентства, «Хаббл» вращается на высоте 547 км над поверхностью Земли. Эта выгодная точка позволяет «Хабблу» наблюдать за астрономическими объектами и явлениями более последовательно и с большей детализацией, чем это обычно возможно с наземных обсерваторий. За 30 лет наблюдения «Хаббла» сыграли ключевую роль в обнаружении и характеристике таинственной темной энергии, которая кажется, пронизывает все пространство во Вселенной. Подобные результаты изменили наше фундаментальное понимание космоса.
Все коммуникации с «Хабблом» происходят в Операционной комнате Миссии, где инженеры передают еженедельные планы наблюдений, следят за состоянием и безопасностью «Хаббла» и устраняют любые возникающие аномалии.
Влияние на научное сообщество
На протяжении третьего десятилетия эксплуатации «Хаббл» по-прежнему чрезвычайно продуктивен. Орбитальный телескоп провел более миллиона наблюдений и предоставил данные, которые астрономы использовали для написания более 17 000 рецензируемых научных публикаций по широкому кругу тем — от формирования планет до гигантских черных дыр. Эти документы упоминались в других публикациях примерно 900 000 раз, и это общее количество увеличивается в среднем на 150 в день. В каждый нынешний учебник по астрономии включены материалы обсерватории. Сегодняшние студенты колледжей не знали в своей жизни того времени, когда астрономы не делали активных открытий с помощью данных «Хаббла».
Открытия «Хаббла» и памятные фотографии также возродили интерес публики к астрономии. Наряду с изображениями телескопа и астронавтов, которые запускали и обслуживали его во время шести миссий космических челноков, некоторые памятные научные изображения стали культурными иконами. Они регулярно появляются на обложках книг, музыкальных альбомах, одежде, телешоу, фильмах и даже на церковных витражах.
Одно из самых известных изображений телескопа «Хаббл» — это часть туманности Орла (M16). Названный «Столпы творения», он показывает три огромных столба холодного газа, освещенных светом скопления молодых звезд с сильными звездными ветрами, расположенных вне поля зрения выше. В кончиках пальцевидных выступов наверху колонн заключены плотные газообразные глобулы, внутри которых рождаются звезды. Высота самой большой из трех колонн составляет около четырех световых лет.
Фото: NASA / ESA / STScI / Государственный университет Аризоны
Наука будущего
Благодаря уникальной конструкции, которая позволяла обслуживать его на орбите астронавтами, «Хаббл» периодически ремонтировался и обновлялся с использованием передовых инструментов. Сейчас, на пике своих возможностей, «Хаббл» продолжает расширять границы наших космических знаний. С историей беспрецедентных открытий за этим стоит еще больше тайн, которые предстоит разгадать, и еще впереди нас ждут новые откровения — каждое из которых немного больше открывает нам глаза на чудеса, существующие в ближних и дальних уголках Вселенной, принесенные нам телескоп, позволяющий увидеть человечество за пределами Земли.
Подарок к тридцатилетию «Хаббла»
Недавно НАСА выпустило десятки недавно обработанных снимков телескопа «Хаббла», на которых изображены 30 ослепительных галактик, сверкающие звездные скопления и эфирные туманности. Примечательно, что эти 30 небесных объектов видны в телескопы на заднем дворе. Некоторые из них также можно увидеть в бинокль или даже невооруженным глазом. Но, разумеется, «Хабблу» видно их гораздо лучше.
На этом снимке телескопа запечатлено шаровое звездное скопление Колдуэлл 78 (или NGC 6541) примерно в 22 000 световых лет от Земли. Скопление достаточно яркое, чтобы астрономы на заднем дворе в Южном полушарии могли легко заметить его в бинокль.
Источники: НАСА, Европейское космическое агентство и Дж. Пиотто (Университет Падуи); Обработка: Глэдис Кобер
Все эти небесные объекты принадлежат коллекции, известной астрономам-любителям как каталог Колдуэлла. Каталог, составленный британским астрономом-любителем и научным коммуникатором сэром Патриком Колдуэлл-Муром, был опубликован журналом Sky & Telescope 25 лет назад, в декабре 1995 года. Он был вдохновлен каталогом Мессье, собранный французским охотником за кометами Шарлем Мессье, который включает 110 относительно ярких, но нечетких объектов в небе Северного полушария, которые можно случайно принять за кометы. В каталоге Колдуэлла выделено 109 галактик, звездных скоплений и туманностей, которые не включены в каталог Мессье, но также достаточно яркие, чтобы их могли увидеть астрономы-любители. Кроме того, объекты Колдуэлла разделены между небесами северного и южного полушария, обеспечивая интересные цели для астрономов-любителей по всему миру.
Сегодня у «Хаббла» есть две основные камеры для съемки космоса. Названные Advanced Camera for Surveys (ACS) и Wide Field Camera 3 (WFC3), они работают вместе, чтобы обеспечить превосходное изображение широкого поля в широком диапазоне длин волн. Наблюдения телескопа в видимом свете позволяют нам видеть космические объекты в тех длинах волн света, которые мы видим собственными глазами, но с гораздо большим уровнем детализации. Инфракрасные наблюдения расширяют наше зрение, обнаруживая свет с меньшей энергией, чем могут видеть наши глаза, и заглядывая сквозь пелену пыли, чтобы отобразить некоторые из самых слабых и далеких объектов, которые когда-либо были обнаружены. Ультрафиолетовое зрение «Хаббла» расширяет обзор в противоположном направлении, открывая окно в развивающуюся Вселенную и позволяя нам увидеть некоторые из наиболее жестоких событий в космосе.
В то время как «Хаббл» предоставляет изображения с мельчайшими деталями, объекты Колдуэлла можно наблюдать с помощью скромных наземных телескопов, хотя некоторые из них представляют собой более сложные цели, чем другие. В каталоге есть много объектов глубокого космоса, достаточно ярких, чтобы их можно было увидеть в бинокль, и некоторых, которые видны невооруженным глазом. Независимо от инструмента наблюдения, объекты Колдуэлл богаты историей, полны науки и интересны для наблюдения.
Эта недавно выпущенная коллекция из более чем 50 изображений «Хаббла» включает 30 объектов в каталоге Колдуэлла. Эти изображения были получены «Хабблом» на протяжении всей его карьеры и использовались для научных исследований или инженерных испытаний, но НАСА не полностью обработало изображения для публичного выпуска до сих пор.
Используйте ссылку, чтобы просматривать объекты каталога «Хаббла» Колдуэлл на карте.
Редакция «Хайтека» выбрала самые впечатляющие снимки из последних опубликованных.
Источник
10 секретов вселенной, раскрытых телескопом «Хаббл»
29-03-2012, 07:40 | Наука и техника / Космические исследования | разместил: VP | комментариев: (0) | просмотров: (3 264)
Прошло уже 22 года с того момента, как НАСА запустило свой космический телескоп «Хаббл» – один из самых плодовитых научных приборов, когда-либо созданных человечеством.
Используя широкий набор разнообразных инструментов, «Хаббл» всматривается в космос, выдавая невиданные изображения звёзд, галактик, вспышек и ответы на вопросы мироздания.
Несмотря на совершённые им открытия, президент Обама в эти трудные для экономики времена рассматривает вопрос сокращения финансирования НАСА путём ограничения бюджета на 2013 год всего 17,7 миллиардами – на 5 процентов от бюджета, который был предложен в прошлом году.
Наибольший ущерб – в размере 20-процентного уменьшения своего совокупного бюджета – понесёт подразделение планетоведения НАСА. Это подразделение конструирует космический телескоп имени Джеймса Вебба, преемника «Хаббла».
Мы теперь знаем, что вселенная расширяется намного быстрее, чем считалось прежде
Взаимодействующие спиральные галактики NGC 2207 и IC 2163
Принимая во внимание, что запуск Джеймса Вебб ориентировочно назначен на 2018 год, нам захотелось окинуть взглядом всё то важное, что было открыто с помощью «Хаббла».
Господствующая теория возникновения вселенной гласит, что имел место «Большой взрыв», и с указанного времени она расширяется. До «Хаббла» большинство астрономов полагало, что вселенная продолжит расширяться, но как автомобиль без горючего будет двигаться по инерции всё медленнее и медленнее, теряя скорость по мере движения.
Наблюдая за сверхновыми, «Хаббл» определил расстояние между галактиками, которые продолжали отдаляться друг от друга. И учёные обнаружили, что вместо того, чтобы замедляться, расширение вселенной на самом деле происходит с ускорением. Края вселенной продолжают разбегаться от «центра» всё быстрее и быстрее.
Кроме того, так исследователи смогли установить примерный возраст вселенной.
«Хаббл» дал нам наиболее точный на сегодняшнее время возраст вселенной
1689 (скопление галактик в созвездии Девы, самое массивное из известных; прим. mixednews) усиливает свет отдалённых галактик»]
До того, как «Хаббл» был отправлен на орбиту, наука могла только строить догадки по поводу приблизительного возраста вселенной – где-то 10-20 миллиардов лет.
Но благодаря выполненным «Хабблом» измерениям светимости 31 переменной звезды – цефеиды, стало возможным вычислить скорость расширения вселенной, что дало нам гораздо более точную оценку её возраста – 13,7 миллиардов лет, плюс-минус несколько сотен миллионов.
Hubble Deep Field – фотография тысяч галактик, которым миллиарды лет
До «Хаббла» мы не могли изучать самые удалённые от нас галактики, испустившие свет миллиарды лет тому назад. Но приняв на себя риск и фокусируя камеру «Хаббла» на выбранном участке космоса в течение 10 дней (большинство наблюдений «Хаббла» занимают лишь несколько часов), исследователи получили Hubble Deep Field.
HDF – это изображение свыше 3 тысяч галактик разнообразных форм, размеров и светимостей. Изучение этого изображения дало астрономам некоторое представление об истории вселенной, и позволяет нам увидеть, как возникают, растут и в конце концов умирают галактики.
Другие проекты, вроде Hubble Ultra-Deep Field, подарили нам самые полные астрономические изображения, доступные невооружённому глазу.
Мы выяснили истинную природу самого яркого космического тела во вселенной: квазара
Спиральная галактика NGC 4319 и квазар Маркарян 205
Когда были обнаружены квазары, их природа в значительной степени оставалась неизвестной. У них невероятная светимость, которая заставляла астрономов считать, что они смотрят на звезду – но эти объекты были слишком далеки от Земли, чтобы находится в нашей галактике.
Используя «Хаббл», мы смогли установить, что квазары находятся в центре галактики и получают энергию из трения [пыли и газов; прим. mixednews], создаваемого сверхмассивной чёрной дырой. Количество накапливаемого и высвобождаемого света и энергии делает квазар самым ярким из известных объектов во вселенной.
И мы приближаемся к тому, чтобы понять роль чёрных дыр в образовании галактик
Составное изображение галактического скопления MS 0735
В ходе наблюдений над квазарами астрономы «Хаббла» пришли к выводу, что в посреди всех галактик с такими яркими центрами находилась сверхмассивные чёрные дыры. И масса чёрной дыры (измеренная через скорость падения в неё вещества, учитывая, что ничто не может вырваться из чёрной дыры) связана с массой звёздного сгущения в центре галактики.
Это по всей видимости означает, что формирование галактики связано с формированием её центра в виде чёрной дыры – они не появляются по отдельности.
Газ и пыль больше не заслоняют образования звёзд
«Хаббл» поймал в кадр «Таинственную гору»
Некоторые наиболее фантастические фотографии «Хаббла» запечатлели сжимающиеся облака пыли и газа, которые в конечном итоге формируют новые звёзды. Раньше, изображения облаков могли показать только извергаемые из новых звёзд струи пыли, а не вращающиеся «протопланетные» диски, ставшие центром молодого планетного тела.
Но благодаря «Хабблу» астрономы смогли увидеть эти вращающиеся диски и через них получили новые знания о том, как формировались звёзды. Новые звёзды и планетные системы очень подвержены влиянию их окружения, которое было неразличимо до получения в 1995 году фотографий туманности Ориона.
Мы можем вычислить состав атмосферы планет за пределами нашей Солнечной системы
Элемент составного изображения SWEEPS ACS/WFC («Окна поиска транзитных экзопланет в созвездии Стрельца усовершенствованной камерой для обзоров – широкоугольным каналом»; прим. mixednews)
«Хаббл» может находить экстрасолнечные планеты, наблюдая за незначительным уменьшением светимости, которое происходит в момент, когда планета проходит между телескопом и своей родительской звездой.
Эти промежутки времени, называемые «прохождениями», позволили «Хабблу» произвести первые измерения состава атмосферы этих планет – некоторые из которых содержат натрий, углерод, кислород и другие элементы, с которыми мы знакомы на Земле.
Открытие «Хабблом» метана, первой известной органической молекулы на экзопланете (имеется в виду планета HD 189733b; прим. mixednews), является первым шагом на пути к обнаружению внеземной жизни.
Столкновения в космосе дают нам лучшее понимание нашего собственного космического окружения – вдобавок, они просто потрясающи
Изображения Юпитера, полученные в видимой и ультрафиолетовой части спектра 17 июля 1994 года
В 1994 году «Хаббл» снял детальнейший отчёт столкновения кометы с поверхностью Юпитера, которое по мнению астрономов должно было стать исключительным событием даже в масштабах жизни многих поколений. Но в 2009 году в Юпитер врезалась ещё одна комета, свидетельствуя тем самым о том, что такие случаи могут быть и не такими уж редкими, как полагали до этого (согласно первоначальной гипотезе – примерно один раз за тысячу лет).
Имея возможность наблюдать удар кометы (как в видимом, так и ультрафиолетовом свете), астрономы заметили, что состав Юпитера меньше напоминает солнечный, чем считалось ранее. Такая доступность участков падения для обозрения сразу после столкновения поможет нам улучшать свои знания о ближайших и отдалённых планетах.
Раскрыта истинная причина странных всплесков гамма-излучения
Материнская галактика гамма-всплеска 971214
Гамма-всплески были впервые обнаружены спутниками США, которые должны были следить за ядерными взрывами. Вместо этого они обнаружили ежедневные, происходящие беспорядочно вспышки мощностью 10 миллионов миллиардов солнц.
Неясным было, почему взрывы одних сверхновых вызывают гамма-излучающие события, а других – нет. Из полученных «Хаббллм» данных складывается впечатление, что чёрные дыры и гамма-всплески порождаются звёздами с меньшим содержанием металлов. Поэтому обнаружение гамма-излучения может говорить о том, что вы стали свидетелями рождения новой чёрной дыры.
На снимке ниже видна галактика, находящаяся на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли, которая произвела гамма-всплеск, ставший на одну секунду таким же ярким, как вся остальная часть вселенной.
Мы увидели смерть звёзд и рождение планетарной туманности
На месте смерти звезды в планетарной туманности NGC 6302 рождается бабочка
При помощи «Хаббла» был исследован ряд умирающих звёзд, выглядевших по-разному в зависимости от их размеров. Звёзды среднего размера сбрасывают свои газы и становятся белыми карликами, а массивные звёзды коллапсируют, и возникает сверхновые.
Эти явления занимают многие годы, а не мгновения. Что касается белых карликов, испускаемый ими раскалённый газ образует красивую туманность, а астрономы изучают один отдельный случай сверхновой с 1987 года.
Результаты ведущихся годами наблюдений за сверхновыми и планетарными туманностями показывают, что такие трансформации происходят во время серий взрывов. Слежение за жизненным циклом этих звёзд может помочь нам понять, чем закончились эти явления, и как они продолжат развиваться я на протяжении оставшегося времени в масштабах всей вселенной.
Источник
➤ Adblockdetector