12 ikoniškų vaizdų iš Hablo kosminio teleskopo
Hablo kosminis teleskopas. NASA/ESA/STScI
Per savo orbitos metus Hablo kosminis teleskopas parodė pasauliui nuostabius kosminius stebuklus – nuo mūsų pačių saulės sistemos planetų vaizdų iki tolimų planetų, žvaigždžių ir galaktikų, kiek teleskopas gali aptikti. Mokslininkai nuolat naudoja šią orbitą skriejančią observatoriją, norėdami apžiūrėti objektus, kurių atstumas svyruoja nuo Saulės sistemos iki observatorijos visatos ribų.
Pagrindiniai dalykai: Hablo kosminis teleskopas
- Hablo kosminis teleskopas buvo paleistas 1990 m. ir beveik 30 metų dirbo kaip pagrindinis orbitinis teleskopas.
- Bėgant metams teleskopas surinko duomenis ir vaizdus iš beveik visų dangaus vietų.
- Vaizdai iš HST suteikia gilios įžvalgos apie žvaigždžių gimimo, žvaigždės mirties, galaktikų formavimosi ir kt. prigimtį.
Hablo saulės sistema
Keturi saulės sistemos objektai, kuriuos stebėjo Hablo kosminis teleskopas. Carolyn Collins Petersen
Mūsų saulės sistemos tyrinėjimas su Hablo kosminis teleskopas suteikia astronomams galimybę gauti aiškius, ryškius tolimų pasaulių vaizdus ir stebėti, kaip jie keičiasi laikui bėgant. Pavyzdžiui, observatorija padarė daug vaizdųMarsasir dokumentavo sezoniškai besikeičiančią raudonosios planetos išvaizdą laikui bėgant. Taip pat jis stebėjo tolimą Saturną (viršutiniame dešiniajame kampe), išmatavo jo atmosferą ir nubrėžė jo mėnulių judėjimą. Jupiteris (apačioje dešinėje) taip pat yra mėgstamiausias taikinys dėl nuolat besikeičiančių debesų denių ir mėnulių.
Retkarčiais kometos pasirodo skriejančios aplink Saulę. Hablas dažnai naudojamas šių ledinių objektų ir dalelių bei dulkių debesims, kurie teka už jų, vaizdams ir duomenims fotografuoti.
Kometa Siding Spring C/2013 A1, kurią 2014 m. kovo mėn. matė Hablo kosminis teleskopas. NASA/STScI
Šios kometos (vadinamos Kometos Siding pavasariu pagal observatoriją, kuri buvo panaudota jai atrasti) orbita skrieja pro Marsą, kol ji priartėja prie Saulės. Hablas buvo naudojamas norint gauti čiurkšlių, išdygusių iš kometos, vaizdams, kai ji sušyla artėjant prie mūsų žvaigždės.
„Starbirth“ darželis, vadinamas beždžionės galva
NASA/ESA/STScI' id='mntl-sc-block-image_2-0-7' /> Hablo kosminiu teleskopu stebimas žvaigždžių gimimo regionas. NASA/ESA/STScI
Hablo kosminis teleskopas 2014 m. balandį atšventė 24-erių metų sėkmę su infraraudonųjų spindulių vaizdu apie žvaigždžių gimimo darželį, esantį maždaug už 6 400 šviesmečių. Dujų ir dulkių debesis vaizde yra didesnio debesies dalis ( ūkas ) pramintas Beždžionės galvos ūku (astronomai jį įvardija kaip NGC 2174 arba Sharpless Sh2-252).
Didžiulės naujagimių žvaigždės (dešinėje) užsidega ir sprogsta į ūką. Dėl to dujos šviečia, o dulkės spinduliuoja šilumą, kurią mato infraraudoniesiems spinduliams jautrūs Hablo instrumentai.
Studijuojažvaigždžių gimimo regionaikaip šis ir kiti leidžia astronomams geriau suprasti, kaip laikui bėgant vystosi žvaigždės ir jų gimimo vietos. Paukščių Take ir kitose teleskopu matomose galaktikose yra daug dujų ir dulkių debesų. Visuose juose vykstančių procesų supratimas padeda sukurti naudingus modelius, kurie gali būti naudojami suprasti tokius debesis visoje visatoje. Žvaigždžių gimimo procesas yra toks, kad, kol bus pastatytos pažangios observatorijos, tokios kaip Hablo kosminis teleskopas , Spitzerio kosminis teleskopas, ir nauja antžeminių observatorijų kolekcija, apie kurią mokslininkai mažai žinojo. Šiandien jie žvalgosi į žvaigždžių gimimo darželius visoje Paukščių Tako galaktikoje ir už jos ribų.
Hablo kosminis teleskopas optinėje ir infraraudonojoje šviesoje rodo dvi susiduriančias galaktikas, kuriose matyti žvaigždės gimimo regionai, sukurti per susidūrimo chaosą. NASA/ESA/STScI
Hablo pasakiškas Oriono ūkas
Hablo kosminio teleskopo vaizdas į Oriono ūką. NASA/ESA/STScI
Hablas dažnai žiūrėjo įOriono ūkasdaug kartų. Šis didžiulis debesų kompleksas, esantis maždaug už 1500 šviesmečių, yra dar vienas mėgstamiausias tarp žvaigždžių. Jis matomas plika akimi esant geroms tamsaus dangaus sąlygoms ir lengvai matomas per žiūronus ar teleskopą.
Centrinis ūko regionas yra neramus žvaigždžių darželis, kuriame gyvena 3000 įvairaus dydžio ir amžiaus žvaigždžių. Hablas taip pat pažiūrėjo į jįinfraraudonųjų spindulių šviesa, kuri atskleidė daugybę žvaigždžių, kurių anksčiau nebuvo matyti, nes jos buvo paslėptos dujų ir dulkių debesyse.
Visa „Orion“ žvaigždžių formavimosi istorija yra viename matymo lauke: lankai, dėmės, stulpai ir dulkių žiedai, primenantys cigarų dūmus, pasakoja dalį istorijos. Žvaigždžių vėjai iš jaunų žvaigždžių susiduria su aplinkiniu ūku. Kai kurie maži debesys yra žvaigždės, aplink jas besiformuojančios planetinės sistemos. Karštos jaunos žvaigždės jonizuojantis (suteikia energijos) debesims savo ultravioletine šviesa, o jų žvaigždžių vėjai pučia dulkes. Kai kurie debesų stulpai ūke gali slėpti protožvaigždes ir kitus jaunus žvaigždžių objektus. Čia taip pat yra dešimtys rudųjų nykštukų. Tai objektai per karšti, kad būtų planetos, bet per kieti, kad būtų žvaigždės.
Protoplanetinių diskų rinkinys Oriono ūke. Didžiausia yra didesnė už mūsų saulės sistemą, joje yra naujagimių žvaigždžių. Gali būti, kad ten taip pat formuojasi planetos. NASA/ESA/STScI
Astronomai įtaria, kad mūsų Saulė gimė dujų ir dulkių debesyje, panašiame į šį maždaug prieš 4,5 mlrd. Taigi tam tikra prasme, kai žiūrime į Oriono ūką, žiūrime į savo žvaigždės kūdikio nuotraukas.
Garuojantys dujiniai rutuliukai
Hablo kosminio teleskopo vaizdas į kūrimo stulpus. NASA/ESA/STScI
1995 m. Hablo kosminis teleskopas mokslininkai išleido vieną populiariausių vaizdų, kada nors sukurtų naudojant observatoriją. ' Kūrybos ramsčiai “ sužavėjo žmonių vaizduotę, nes leido iš arti pamatyti žavingus žvaigždžių gimimo regiono bruožus.
Ši baisi, tamsi struktūra yra vienas iš vaizdo ramsčių. Tai šaltų molekulinių vandenilio dujų kolonėlė (kiekvienoje molekulėje yra du vandenilio atomai), sumaišyta su dulkėmis – regionas, kurį astronomai laiko tikėtina žvaigždžių formavimosi vieta. Yra naujai besiformuojančių žvaigždžių, įterptų į pirštus primenančius išsikišimus, besitęsiančius nuo ūko viršaus. Kiekvienas „piršto galiukas“ yra šiek tiek didesnis už mūsų saulės sistemą.
Šis ramstis pamažu nyksta dėl destruktyvaus poveikio ultravioletinė šviesa . Jam nykstant, atidengiamos mažos ypač tankių dujų rutuliukai, įterpti į debesį. Tai yra „KIAUŠINIAI“ – trumpinys, reiškiantis „Išgaruojantys dujiniai rutuliukai“. Bent kai kurių KIAUŠINIŲ viduje susidaro embrioninės žvaigždės. Jie gali tapti visavertėmis žvaigždėmis arba netapti. Taip yra todėl, kad KIAUŠINIAI nustoja augti, jei debesį suryja netoliese esančios žvaigždės. Tai slopina dujų tiekimą, kurių naujagimiams reikia augti.
Kai kurios protožvaigždės užauga pakankamai masyvios, kad prasidėtų vandenilio deginimo procesas, kuris maitina žvaigždes. Šie žvaigždžių KIAUŠINIAI, tinkamai, randami „ Erelio ūkas “ (taip pat vadinamas M16), netoliese esantis žvaigždžių formavimosi regionas, esantis maždaug už 6500 šviesmečių gyvačių žvaigždyne.
Žiedo ūkas
Hablo kosminiu teleskopu matomas žiedinis ūkas. NASA/ESA/STScI
Žiedinis ūkas yra seniai mėgstamas astronomų mėgėjų. Bet kai Hablo kosminis teleskopas pažvelgę į šį besiplečiantį dujų ir dulkių debesį iš mirštančios žvaigždės, tai suteikė mums visiškai naują 3D vaizdą. Kadangi šis planetinis ūkas yra pakreiptas į Žemę, Hablo vaizdai leidžia mums pamatyti jį tiesiai. Mėlyna paveikslo struktūra atsiranda iš švytinčio apvalkalohelio dujos, o mėlynai baltas taškas centre yra mirštanti žvaigždė, kuri šildo dujas ir verčia jas švyti. Žiedo ūkas iš pradžių buvo kelis kartus masyvesnis už Saulę, o jo mirties kančia labai panaši į ką išgyvens mūsų Saulė prasidėjus po kelių milijardų metų.
Toliau yra tamsūs tankių dujų mazgai ir šiek tiek dulkių, susidarančių besiplečiant karštoms dujoms, įstumtoms į vėsias dujas, kurias anksčiau išmetė pasmerkta žvaigždė. Tolimiausios dujų šukutės buvo išmestos, kai žvaigždė dar tik pradėjo mirties procesą. Visas šias dujas centrinė žvaigždė išvarė maždaug prieš 4000 metų.
Ūkas plečiasi daugiau nei 43 000 mylių per valandą greičiu, tačiau Hablo duomenys parodė, kad centras juda greičiau nei plečiasi pagrindinis žiedas. Žiedo ūkas toliau plėsis dar 10 000 metų, tai yra trumpa fazė žvaigždės gyvenimas . Ūkas taps vis silpnesnis, kol išsisklaidys į tarpžvaigždinę terpę.
Katės akies ūkas
Katės akies planetinis ūkas, matomas Hablo kosminiu teleskopu. NASA/ESA/STScI
Kada Hablo kosminis teleskopas grąžino šį vaizdą planetinis ūkas NGC 6543, dar žinomas kaip Katės akies ūkas, daugelis žmonių pastebėjo, kad jis klaikiai atrodo kaip „Saurono akis“ iš filmų „Žiedų valdovas“. Kaip ir Sauronas, Katės akies ūkas yra sudėtingas. Astronomai žino, kad tai paskutinis mirštančios žvaigždės, panašios į mūsų Saulę, atodūsis išmetė savo išorinę atmosferą ir išsipūtęs tapo raudonuoju milžinu. Tai, kas liko iš žvaigždės, susitraukė ir tapo balta nykštuke, kuri lieka apšviesdama aplinkinius debesis.
Šiame Hablo paveikslėlyje pavaizduota 11 koncentrinių medžiagos žiedų, dujų apvalkalai, pučiantys nuo žvaigždės. Kiekvienas iš jų iš tikrųjų yra sferinis burbulas, kuris matomas tiesiai.
Maždaug kas 1500 metų Katės akies ūkas išmetė daug medžiagos, sudarydamas žiedus, kurie derėjo kaip lizdinės lėlės. Astronomai turi keletą idėjų apie tai, kas sukėlė šiuos „pulsavimus“. Magnetinio aktyvumo ciklai šiek tiek panašūs į Saulės saulės dėmių ciklas galėjo juos išjudinti arba vienos ar kelių kompanionių, besisukančių aplink mirštančią žvaigždę, veiksmas galėjo išjudinti situaciją. Kai kurios alternatyvios teorijos apima tai, kad pati žvaigždė pulsuoja arba kad medžiaga buvo išstumta sklandžiai, tačiau kažkas sukėlė bangas dujų ir dulkių debesyse, jiems tolstant.
Nors Hablas kelis kartus stebėjo šį žavų objektą, kad užfiksuotų debesų judėjimo seką, prireiks daug daugiau stebėjimų, kol astronomai visiškai supras, kas vyksta Katės akies ūke.
Alfa Kentauras
Rutulinio spiečiaus M13 širdis, kaip matyti Hablo kosminiu teleskopu. NASA/ESA/STScI
Žvaigždės keliauja po visatą įvairiomis konfigūracijomis. Saulė juda per Paukščių Tako galaktika kaip vienišius. Artimiausia žvaigždžių sistema Alfa Kentauras sistema, turi tris žvaigždes: Alpha Centauri AB (kuri yra dvejetainė pora) ir Proxima Centauri, vienišius, kuris yra arčiausiai mūsų žvaigždė. Jis yra 4,1 šviesmečio atstumu. Kitos žvaigždės gyvena atvirose grupėse arba judančiose asociacijose. Dar kitos egzistuoja rutulinėse grupėse, milžiniškose tūkstančių žvaigždžių kolekcijose, susitelkusiose į nedidelį kosmoso regioną.
Tai yra Hablo kosminis teleskopas rutulinio spiečiaus M13 širdies vaizdas. Jis yra maždaug už 25 000 šviesmečių, o visame spiečiuje yra daugiau nei 100 000 žvaigždžių, supakuotų į 150 šviesmečių skersmens sritį. Astronomai naudojo Hablo, norėdami pažvelgti į centrinį šio klasterio regioną, kad sužinotų daugiau apie ten egzistuojančių žvaigždžių tipus ir jų tarpusavio sąveiką. Tokiomis perkrautomis sąlygomis kai kurios žvaigždės trenkiasi viena į kitą. Rezultatas – „mėlyna skraidančioji“ žvaigždė. Taip pat yra labai rausvai atrodančių žvaigždžių, kurios yra senovės raudonieji milžinai. Mėlynai baltos žvaigždės yra karštos ir masyvios.
Astronomai yra ypač suinteresuoti tyrinėti kamuoliukus, tokius kaip Alfa Kentauras, nes juose yra keletas seniausių žvaigždžių visatoje. Daugelis susiformavo gerokai anksčiau nei Paukščių Tako galaktika, todėl gali daugiau papasakoti apie galaktikos istoriją.
Plejadų žvaigždžių spiečius
Plejados, matomos Hablo kosminiu teleskopu. Kosminio teleskopo mokslo institutas
Plejadų žvaigždžių spiečius, dažnai žinomas kaip „Septynios seserys“, „Motina višta ir jos jaunikliai“ arba „Septyni kupranugariai“ yra vienas populiariausių žvaigždžių stebėjimo objektų danguje. Stebėtojai gali pastebėti šį gana mažą atvirą spiečius plika akimi arba labai lengvai per teleskopą.
Spiečiuje yra daugiau nei tūkstantis žvaigždžių, dauguma jų yra palyginti jaunos (apie 100 mln. metų), o daugelis jų yra kelis kartus didesnės už Saulės masę. Palyginimui, mūsų Saulė yra maždaug 4,5 milijardo metų senumo ir vidutinės masės.
Astronomai mano, kad Plejados susiformavo dujų ir dulkių debesyje, panašiame įOriono ūkas. Tikėtina, kad spiečius egzistuos dar 250 milijonų metų, kol jo žvaigždės pradės klajoti viena nuo kitos keliaudamos per galaktiką.
Hablo kosminis teleskopas Plejadų stebėjimas padėjo išspręsti paslaptį, kuri beveik dešimtmetį mokslininkams spėliojo: kiek toli yra ši grupė? Pirmieji astronomai, tyrinėję spiečius, apskaičiavo, kad tai buvo apie 400–500šviesmečiųtoli. Tačiau 1997 metais palydovas Hipparcos išmatavo savo atstumą maždaug 385 šviesmečiais. Kiti matavimai ir skaičiavimai davė skirtingus atstumus, todėl astronomai naudojo Hablo, kad išspręstų šį klausimą. Jo matavimai parodė, kad labai tikėtina, kad spiečius yra maždaug 440 šviesmečių atstumu. Tai svarbus atstumas, kurį reikia tiksliai išmatuoti, nes jis gali padėti astronomams nutiesti „atstumo kopėčias“, naudojant matavimus iki netoliese esančių objektų.
Krabo ūkas
Hablo kosminio teleskopo vaizdas į Krabo ūko supernovos liekaną. NASA/ESA/STScI
Kitas mėgstamiausias žvaigždžių stebėjimas Krabo ūkas nėra matomas plika akimi, todėl reikia geros kokybės teleskopo. Tai, ką matome šioje Hablo nuotraukoje, yra didžiulės žvaigždės, kuri susisprogdino per supernovos sprogimą, kuri pirmą kartą Žemėje buvo pastebėta 1054 m. mūsų eros metais, liekanas. , ir japonų, tačiau yra nepaprastai mažai kitų įrašų apie tai.
Krabų ūkas yra apie 6500šviesmečiųiš Žemės. Susprogdinta ir ją sukūrusi žvaigždė buvo daug kartų masyvesnė už Saulę. Tai, kas liko, yra besiplečiantis dujų ir dulkių debesis, ir a neutroninė žvaigždė , kuri yra susmulkinta, itin tanki buvusios žvaigždės šerdis.
Spalvos šiame Hablo kosminis teleskopas Krabo ūko vaizdas rodo skirtingus elementus, kurie buvo išstumti per sprogimą. Mėlyna gijose išorinėje ūko dalyje reiškia neutralų deguonį, žalia – pavieniui jonizuotą sierą, o raudona – dvigubai jonizuotą deguonį.
Oranžinės gijos yra suplyšusios žvaigždės liekanos, kurias daugiausia sudaro vandenilis. Sparčiai besisukanti neutroninė žvaigždė, įterpta į ūko centrą, yra dinamo variklis, maitinantis siaubingą ūko vidinį melsvą švytėjimą. Mėlyna šviesa sklinda iš elektronų, besisukančių beveik šviesos greičiu aplink magnetinio lauko linijas iš neutroninės žvaigždės. Kaip švyturys, neutroninė žvaigždė išsviedžia dvigubus spinduliuotės pluoštus, kurie, atrodo, pulsuoja 30 kartų per sekundę dėl neutroninės žvaigždės sukimosi.
Didysis Magelano debesis
Hablo vaizdas į supernovos liekaną, pavadintą N 63A. NASA/ESA/STScI
Kartais a Hablo objekto vaizdas atrodo kaip abstraktaus meno kūrinys. Taip yra su šiuo supernovos likučio, vadinamo N 63A, vaizdu. Jis slypi Didelis Magelano debesis , kuri yra gretima Paukščių Tako galaktika ir yra maždaug už 160 000 šviesmečių.
Ši supernovos liekana yra žvaigždžių formavimosi srityje, o žvaigždė, kuri sprogo, kad sukurtų šią abstrakčią dangaus viziją, buvo nepaprastai didžiulė. Tokios žvaigždės labai greitai praleidžia branduolinį kurą ir sprogsta kaip supernovos po kelių dešimčių ar šimtų milijonų metų po jų susiformavimo. Ši buvo 50 kartų didesnė už Saulės masę, o per visą savo trumpą gyvavimo laiką stiprus žvaigždžių vėjas pūtė į kosmosą, sukurdamas „burbulą“ tarpžvaigždinėse dujose ir dulkėse, supančiose žvaigždę.
Galiausiai besiplečiančios, greitai judančios smūginės bangos ir šios supernovos šiukšlės susidurs su netoliese esančiu dujų ir dulkių debesimi. Kai taip atsitiks, tai labai gerai gali sukelti naują žvaigždžių ir planetų formavimosi raundą debesyje.
Astronomai naudojo Hablo kosminis teleskopas ištirti šią supernovos liekaną, naudojant Rentgeno teleskopai ir radijo teleskopai besiplečiančioms dujoms ir sprogimo vietą supančiam dujų burbului nustatyti.
Galaktikų trijulė
Trys galaktikos, kurias ištyrė Hablo kosminis teleskopas. NASA/ESA/STScI
Vienas iš Hablo kosminis teleskopas s užduotis yra pateikti vaizdus ir duomenis apie tolimus visatos objektus. Tai reiškia, kad ji atsiuntė duomenis, kurie yra daugelio nuostabių galaktikų vaizdų pagrindas. Tie didžiuliai žvaigždžių miestai dažniausiai yra dideliais atstumais nuo mūsų.
Atrodo, kad šios trys galaktikos, vadinamos Arp 274, iš dalies persidengia, nors iš tikrųjų jos gali būti šiek tiek skirtingais atstumais. Du iš jų yra spiralinės galaktikos , o trečiasis (kairėje pusėje) turi labai kompaktišką struktūrą, tačiau atrodo, kad jame yra regionų, kuriuose formuojasi žvaigždės (mėlyna ir raudona sritys) ir atrodo, kad spiralinės gėlės atrodo niūrios.
Šios trys galaktikos yra maždaug už 400 milijonų šviesmečių nuo mūsų galaktikų spiečiuje, vadinamame Mergelės spiečiu, kur dvi spiralės savo spiralėse (mėlynuose mazguose) formuoja naujas žvaigždes. Atrodo, kad viduryje esančioje galaktikoje yra juosta per savo centrinę sritį.
Galaktikos išsidėsčiusios visoje visatoje spiečiukais ir superspiečiais, o astronomai rado tolimiausią daugiau nei 13,1 mlrd. šviesmečių. Jie mums atrodo tokie, kokie atrodė, kai visata buvo labai jauna.
Visatos skerspjūvis
Visai neseniai Hablo kosminiu teleskopu padaryta nuotrauka, kurioje matomos tolimos visatos galaktikos. NASA/ESA/STScI
Vienas įdomiausių Hablo atradimų buvo tai, kad visata susideda išgalaktikoskiek matome. Galaktikų įvairovė svyruoja nuo pažįstamų spiralės formų (kaip mūsų Paukščių Takas) iki netaisyklingos formos šviesos debesų (kaip Magelano debesys). Jie suskirstyti į didesnes struktūras, tokias kaip klasteriai ir superspiečiai .
Dauguma šiame Hablo paveiksle esančių galaktikų yra apie 5 mlrdšviesmečių atstumu, tačiau kai kurie iš jų yra daug toliau ir vaizduoja laikus, kai visata buvo daug jaunesnė. Hablo visatos skerspjūvyje taip pat yra iškraipytų galaktikų vaizdų labai tolimame fone.
Vaizdas atrodo iškraipytas dėl proceso, vadinamo gravitaciniu lęšiu – itin vertinga astronomijos technika, skirta labai nutolusiems objektams tirti. Šį objektyvą sukelia erdvės-laiko kontinuumo lenkimas, kurį sukelia masyvios galaktikos, esančios arti mūsų regėjimo linijos, nukreiptos į tolimesnius objektus. Šviesa, sklindanti per gravitacinį lęšį iš tolimesnių objektų, yra „sulenkta“, o tai sukuria iškreiptą objektų vaizdą. Astronomai gali surinkti vertingos informacijos apie tas tolimesnes galaktikas, kad sužinotų apie sąlygas anksčiau visatoje.
Viena iš čia matomų objektyvų sistemų atrodo kaip maža kilpa vaizdo centre. Jame yra dvi priekinio plano galaktikos, iškreipiančios ir sustiprinančios tolimo kvazaro šviesą. Šviesa iš šio šviesaus materijos disko, šiuo metu krentančio į juodąją skylę, mus pasiekė per devynis milijardus metų – du trečdalius visatos amžiaus.
Šaltiniai
- Garneris, Robas. Hablo mokslas ir atradimai. NASA , NASA, 2017 m. rugsėjo 14 d., www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-discoveries.
- Namai. STScI , www.stsci.edu/.
- „HubbleSite“ – nepaprastas...iš šio pasaulio. Hablo svetainė – Teleskopas – Hablo pagrindai – Apie Edviną Hablą , hubblesite.org/.