Открытия хаббла


Космический телескоп Хаббл всего на 500 километров ближе к космосу, чем мы на Земле, но с его точки зрения за пределами атмосферы и прочих помех можно увидеть мир на миллиарды световых лет дальше. За свои 25 лет службы он в корне изменил наше понимание астрофизики. Его камеры обнаружили черные дыры, галактические столкновения, жестокую смерть звезд. Хаббл помог нам определить возраст Вселенной и подтвердил, что она полна планет. Его назвали самым важным научным инструментом в истории человечества.

Hubble Deep Field

Хабблом управляют из Научного института космического телескопа в кампусе Университета Джона Хопкинса в Балтиморе. Вот десять научных открытий, которые считаются важнейшими в истории работы Хаббла.

Удар кометы (1994)


Этот снимок гигантской планеты Юпитер, сделанный телескопом Хаббл, раскрывает места падения двух фрагментов кометы Шумейкера — Леви 9. Двадцать один крупный кусок кометы дождем посыпался на Юпитер в июле 1994 года. Места падения, расположенные в южном полушарии планеты, — это темные места в левом верхнем углу фотографии.

Комета Шумейкера — Леви 9 была особенной. С одной стороны, она вращалась не вокруг Солнца, подобно другим кометам, обнаруженным астрономами. Она вращалась вокруг Юпитера. И вскоре после ее открытия в 1993 году ученые поняли, что она вот-вот упадет на планету. Падение произошло на стороне Юпитера, обращенной в сторону от Земли, но быстрое вращение планеты позволило зафиксировать место падения камерами Хаббла. Комета развалилась на части, многочисленные фрагменты упали на газовый гигант и оставили темные отметины, некоторые из которых в диаметре не меньше Земли. Эти отметины продержались еще несколько месяцев, прежде чем бурлящая атмосфера Юпитера не загладила их.

Фабрика звезд (1995)

При ближайшем рассмотрении цветной мозаики туманности Ориона (М42) в 2006 году космический телескоп Хаббл выявил многочисленные сокровища в регионе активного звездообразования.

Примерно в 1500 световых лет от Земли, рядом с центром созвездия Орион, расположено небесное родильное отделение, где облака газа собираются в новые звезды.
круг этих звезд располагаются диски материи, которые однажды могут стать планетарными системами. Исследование туманности Ориона Хабблом помогло подтвердить, что планеты довольно распространены по Вселенной, а эта активность позволила пролить свет на некоторые вопросы о рождении нашей собственной Солнечной системы. Ученые оценивают, что некоторые из звезд в туманности Ориона возрастом всего в несколько миллионов лет. «Всего», спросите вы? По сравнению со звездой возрастом в 4,5 миллиарда лет, от которой мы все зависимы на Земле, те звезды еще даже не головастики.

Галактическая эволюция (1996)

Несколько сотен никогда не виденных галактик видимы в этом «глубочайшем» взгляде на Вселенную под названием Hubble Deep Field (HDF), брошенном космическим телескопом Хаббл.

Эти пятна — не звезды, это целые галактики. В течение 10 дней Хаббл вглядывался в крошечную полоску неба — эквивалентную ширине копейки с расстояния в двести метров. Через эту «замочную скважину» он увидел невероятный массив более 1500 галактик на разных этапах эволюции, простирающийся до самых пределов видимой Вселенной. Некоторые из них довольно молодые, некоторые берут начало с начала времен, а многие настолько тусклые, что их никогда не видели даже самые мощные наземные телескопы. И еще более интересно то, что Хаббл мог уставиться куда угодно в небо и обнаружить похожее разнообразие галактик.

Гамма-лучевая вспышка (1998)


Космический телескоп Хаббл заснял невероятно тусклую галактику в 12 миллиардах световых лет от нас.

Миллиарды лет назад, по непостижимым расстояниям в космосе катастрофический взрыв разослал высокоэнергетическую радиацию — гамма-лучи. В конце 1997 года эта радиация достигла Земли. Гамма-лучевые всплески обычно длятся секунду-две, поэтому невозможно целенаправленно засечь их с помощью телескопа, но они оставляют слабое послесвечение в видимом, рентгеновском, радиоволновом и инфракрасном спектре. Хаббл проследовал за ним сквозь пространство и время к источнику — невероятно тусклой галактике в 12 миллиардах световых лет от нас. Гамма-лучевые вспышки чрезвычайно редкие, но очень мощные. Случись такая вспышка в Млечном Пути, если она будет направлена на Землю, последует массовое вымирание.

Возраст Вселенной (1999)

Этот снимок, сделанный космическим телескопом Хаббл, используется для идентификации ключевых маркеров звездного расстояния, известных как цефеиды, переменные звезды. Великолепная спираль NGC 4921 неформально называлась анемичной из-за низкой скорости звездообразования и низкой яркости поверхности.

Астрономы знали, что Вселенная старая и большая. Но не знали, насколько большая и насколько старая. Хаббл помог сузить ответы. Сканируя галактики, подобные NGC 4921, телескоп обнаружил сотни «переменных цефеид», пульсирующих звезд, характеристики которых сделали их надежным инструментом измерения расстояний. Точное определение того, как далеко галактики от нас и с какой скоростью движутся, позволяет определить размер, возраст и судьбу Вселенной. До Хаббла Вселенной было 10-20 миллиардов лет. После Хаббла стало 13,8 миллиарда. Точность — вежливость королей.

Черная дыра (2000)


Вылетая потоком из центра галактики M87, подобно космическому свету маяка, джет черной дыры выпускает электроны и другие субатомные частицы почти со скоростью света. На этом снимке телескопа Хаббл синий джет контрастирует с желтым свечением миллиарда невидимых звезд и желтизной глобулярных кластеров, составляющих эту галактику.

У большинства крупных галактик в центре находится сверхмассивная черная дыра, которую и запечатлел на шикарном снимке Хаббл. Эллиптическая галактика M87 лежит в 50 миллионах световых лет от Земли в созвездии Девы. Даже Хаббл увидел M87 как желтое пятно, за исключением одной выдающейся детали: джета частиц, который выбрасывается из ядра галактики на околосветовой скорости черной дырой массой в 2 миллиарда солнц. Джет вытягивается на 5000 световых лет. В 1940-х годах ученые уже знали, что с созвездием Девы что-то не так: оно было одним из мощнейших источников радиочастотных волн в небе. Хаббл показал детали.

Чужая атмосфера (2001)

Так выглядит планета, газовый гигант, вращающаяся вокруг желтой звезды, похожей на Солнце, HD 209458 в 150 световых годах от Земли, глазами художника.


Всего несколько десятилетий назад ученые не были уверены, существуют ли планеты за пределами Солнечной системы. На сегодняшний день подтверждено существование порядка 2000 экзопланет, причем новые находятся постоянно. Вклад Хаббла в этот поиск включает первое прямое обнаружение атмосферы у экзопланеты. Она была обнаружена у похожей на Юпитер планеты, вращающейся вокруг HD 209458, желтой звезды в 150 световых годах от нас. Когда планета прошла перед своей звездой, Хаббл смог проанализировать свет звезды, прошедший через атмосферу, как через фильтр. Телескоп обнаружил натрий, водород, углерод и кислород.

Умирающая звезда (2003)

Похожая на покрытый рябью бассейн, освещенный подводными фонарями, туманность Яйцо предлагает астрономам особый взгляд на то, как обычно невидимая пыль укрывает оболочкой стареющую звезду.

Мы все — звездная пыль. Тяжелые элементы, составляющие наш мир — углерод, кислород, кремний, железо — были произведены внутри звезд, когда те сжигали свое топливо, и рассеялись вместе со смертью светил. Снимок Хаббла туманности Яйцо в 3000 световых годах от Земли показал звезду на поздних этапах ее жизни, когда она вот-вот должна стать белым карликом. Туманность — это оболочка пыли, по большей части углерод, укрывающая стареющую звезду и растянутая на сотни миллиардов километров в космосе. У оболочки есть слои, как у луковицы, которые приводят к тому, что свет звезды рябит. Сама звезда скрыта толстым слоем пыли.

Темная энергия (2003)


Сверхновая в 8 миллиардах световых лет от Земли — красное свечение в центре этого снимка Хаббла.

Хаббл заснял две взрывающиеся звезды в галактиках за миллиарды световых лет от Земли — и значит за миллиарды лет в прошлом, — и эти снимки помогли нам лучше понять расширение Вселенной. Сверхновая типа Ia светится с определенным уровнем яркости, что делает их полезными для определения межгалактических расстояний. Изучая их свет, астрономы могут понять, как далеки они и как быстро движутся. Это привело к интересным выводам: хотя скорость расширения Вселенной растет, в определенный момент в прошлом это расширение замедлилось. Что вызвало замедление? Загадочная сила — темная энергия.

Темная материя (2007)

Снимок галактического кластера Cl 0024+17, на который наложена карта локальной темной материи в голубом цвете.

Большая часть материи во Вселенной невидима для нас. Ученые называют ее темной материей. Мы не знаем, чем она является, но можем наблюдать ее напрямую по гравитационным эффектам. Используя Хаббл для определения форм далеких галактик, астрономы смогли определить темную материю по тому, как она искажает свет вокруг галактик. Это позволило им составить трехмерную карту распределения темной матери, которая выглядит как сеть нитей, протянутых через огромные расстояния. Обычная материя накапливается вдоль этих нитей.

Осталось понадеяться, что у Хаббла будет достойный преемник.

Источник: Hi-News.ru

Древние галактики, изменения пространства


Древние галактики, изменения пространства

Хаббл известен глубокими видами космоса, которые он может снять, просматривая некоторые самые древние галактики, сформировавшиеся миллиарды лет назад. Но с помощью пространственно-временных причуд, предсказанных Альбертом Эйнштейном 100 лет назад, Хаббл теперь использует гравитационную линзу, как средство для улучшения своего видения на большее расстояние. В рамках проекта Frontier Fields, это наблюдение показало сотни не виденных новорожденных галактик, созданных всего через 600 миллионов лет после Большого Взрыва.

Галактический гибрид

Галактический гибрид

Галактика, безусловно, предмет Хаббла, и эти последние 12 месяцев не было по-другому. Здесь показана, одна из таких галактик, но её трудно классифицировать; она не эллиптическая или спиральная, она «иррегулярная». И хотя они, кажется, не соответствуют особенным правилам построения, иррегулярные галактики по-прежнему красивы, как изображенная на этом снимке.

Сила сильна…


Сила сильна…

Чтобы не остаться в стороне от лихорадки 2015 года в отношении «Звёздных Войн Эпизод VII: Пробуждение силы» в декабре, Хаббл представил очень научно-фантастическое изображение объекта Хербига-Аро – в основном горячей молодой звезды. Этот частичный пример, кажется, проявляет свой дух Звездных Войн, производя двух-клинковый световой меч.

Крест Эйнштейна

Крест Эйнштейна

Впервые обнаруженная в 2014 году, эта древняя сверхновая звезда появилась ещё три раза, в разных местах галактического скопления. Эта особенность пространства-времени – гравитационная линза – может вызвать лучи света путешествовавшие разными путями вокруг массивных объектов. Иногда, как показал Хаббл, хотя все они происходят из одного источника, 4 световые точки могут появиться в виде креста, названного «Крест Эйнштейна».

Юпитер в движении


Юпитер в движении

Не забывая об объектах в нашем дворе, Хабблу скомандовали потратить 10 часов, наблюдая за самой большой планетой Солнечной Системы, открыв ранее не известные детали прекрасной атмосферы газового гиганта. Посмотрите на гнев Большого Красного Пятна Юпитера в одной из самых красивых 2-х кадровой анимации года.

Прыжок Черной Дыры

Открытия хаббла

Готовы к очень тяжелой физике? Хотя Хаббл технически не может видеть черные дыры, он может увидеть их влияние на локальное пространство. И в этом случае, космический телескоп увидел релятивистские удары в потоке материала вызванного сверхмассивной черной дырой находящейся в 260 миллионах световых лет от Земли.

Потрясающие завитки

Потрясающие завитки

В новых изображениях переданных Хабблом, были выявлены некоторые потрясающие детали туманности впоследствии сверхновой звезды. Здесь показана остывающая плазма в туманности Вуаль, остаток от звезды взорвавшейся 8000 лет назад.

25 лет


Открытия хаббла

В апреле 2015 года, Хабблу официально исполнилось 25 лет, чтобы отпраздновать это событие, было представлено это изображение области звездообразования в кластере Вестерлунд 2 в межзвездном облаке туманности Гум 29. Под наблюдением кластер возрастом 2 миллиона лет и 3000 звезд вокруг, которые находятся в процессе рождения.

Время веселиться!

Открытия хаббла

У любой хорошей вечеринки должен быть не большой ущерб. И это, конечно, случай для молодых, ярких звезд внутри кластера Трамплер-14, где представлено огромное пустое пространство, которое появилось при взрыве туманности звездообразования из превращения новой звезды.

Известные столпы

Открытия хаббла

Вы, возможно, помните старые наблюдения Хаббла «Столпы творения», которые оказались гигантскими колонами газа и пыли, с молодыми звездами в их звездных коконах? Теперь Хаббл вновь посетил Столпы, чтобы изобразить больше деталей в 3-D виде этого знаменитого фото.

Когда появится движение на экзопланетах

Открытия хаббла

Хаббл очень хорошо себя показал, в открытии планет вращающихся вокруг других звезд, и звездных дисков от которых они произошли. В новых наблюдениях протопланетарного диска молодой звезды Бета Пикторис, странное движение обнаружено в дисковой пыли, выявив невидимую гигантскую экзопланету.

Самая одинокая галактика

Открытия хаббла

Застряв в огромном пустом районе Вселенной, эта галактика кажется самой одинокой галактикой во Вселенной. Как известно, во Вселенной существуют пустоты окруженные сетью темной материи и галактик, но они не являются абсолютно пустыми. Часто, как эта изображенная элегантная спиральная галактика, целые галактики, как будто заблудились, и существуют небольшие размышления, откуда они появились, в одиночку или в результате какого-то массивного гравитационного сдвига, произошедшего миллиарды лет назад.

Источник: v-kosmose.com

Телескоп Хаббл — наверное, самый популярный и известный объект так или иначе связанный с космосом, мало кто не слышал это название.

телескоп Хаббл

Назван телескоп в честь великого американского ученого Эдвина Пауэлла Хаббла, главным достижением которого было открытия эффекта Расширения Вселенной.

Хаббл был запущен на земную орбиту в апреле 1990 года. По своей сути это не просто телескоп — это настоящая автоматическая орбитальная обсерватория.

телескоп Хаббл

На воплощение и запуск такого сложного и масштабного проекта как Хаббл понадобилось невероятно много времени, ресурсов и финансовых средств. Видимо поэтому Хаббл и стал совместным проектом двух крупнейших космических агенств мира: НАСА и ЕКА (Европейское космическое агенство).

Размещение телескопа в космосе было абсолютно логичным шагом на пути к его изучению, поскольку земная атмосфера сильно затрудняет наблюдение в некоторых диапазонах (в частности инфракрасном, менее в ультрафиолетовом) а также практически не позволяет регистрировать электромагнитные излучения средней и низкой интенсивности. Таким образом, Хаббл делает в 7 — 10 раз более качественные снимки чем аналогичные аппараты на поверхности Земли.

Статус главного «небесного ока» Хаббл приобрел не сразу после своего запуска, т.к. изначально при изготовлении оптики, в частности главного зеркала, подрядчиками была допущена серьезная ошибка, что сильно сказывалось на качестве получаемых снимков. Дефект был устранен в 1993 году первой экспедицией по техническому обслуживанию и ремонту в результате установки корректирующей оптической системы COSTAR. Процедура установки этой системы стала одной из самых сложных операций в истории астронавтики. Результат не заставил себя долго ждать — качество изображений возросло на несколько порядков и Хаббл был готов покорять новые, неизведанные тайны космоса.

Хаббл: снимок до и после установки системы COSTAR

снимок одной и той же галактики до и после установки системы COSTAR

С каждой из четырех последующих обслуживающих экспедиций 1997, 1999, 2002 и 2009 годов космический телескоп получал новейшие обновления для своего технического арсенала, становясь все более совершенным и универсальным орудием исследования просторов космоса. На данный момент в распоряжении Хаббла имеются такие приборы: широкоугольная и планетарные камеры, усовершенствованная обзорная камера, мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, ультрафиолетовый спектрограф. Благодаря своему техническому арсеналу Хаббл был так или иначе причастен к львиной части новостей космоса: открытиям, наблюдениям и снимкам Вселенной начиная еще с 1993 года.

снимки Хаббла

Почти за 23 года проведенных на околоземной орбите Хаббл стал легендарным телескопом. Им было сделано несколько миллионов фотографий, было сделано множество открытий, на базе которых была построена не одна космологическая теория. Ежемесячный поток данных превышает 80 Гигабайт, а их общий объем достиг 50 Терабайт.

Наиболее значимые наблюдения Хаббла:

  1. Съемка столкновения кометы Шумейкеров — Леви с Юпитером в 1994 году.
  2. Получены подробные кадры поверхности Плутона и Эриды (еще одна карликовая планета).
  3. Засняты ультрафиолетовые полярные сияния Сатурне, Юпитере и на его спутнике Ганимеде.
  4. Найдены планеты вне Солнечной системы, а также большое количество протопланетных дисков вокруг звезд в Туманности Ориона. Были найдены доказательства того, что формирование планет происходит у многих звезд в нашей галактике.
  5. Способствовал частичному подтверждению теории о присутствии сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.
  6. Получено доказательство того, что Вселенная расширяется с ускорением, а не с постоянной (или затухающей) скоростью.
  7. Подтвержден точный возраст Вселенной — 13,7 млрд. лет.
  8. Обнаружено наличие аналогов гамма-всплесков в оптическом диапазоне.
  9. Подтверждение гипотезы об изотропности (т.е. одинаковости самой Вселенной и ее свойств в отдельных ее частях) Вселенной.
  10. Сфотографированы самые дальние участки Вселенной, вплоть до времени образования первых звезд (т.е. Хаббл позволил заглянуть в прошлое на 12,7 — 13 млрд. лет).

лучшие снимки Хаббла

Также к заслугам телескопа можно отнести огромное количество впечатляющих снимков неба и отдельных его объектов, которые помимо научной ценности несут еще и эстетическую. Ниже представлены лучшие снимки за 23 года работы Хаббла. Рассматривать и любоваться этими кадрами можно часами.

Источник: wildwildworld.net.ua

Это не просто красивые картинки из космоса. За 28 лет, проведённые на орбите, космический телескоп «Хаббл» передал на Землю информацию, изменившую представление ученых и простых людей об образовании и эволюции галактик, позволил изучить невидимые области вселенной и узреть самые далекие космические объекты. 25 апреля 1990 года шаттл «Дискавери» STS-31 вывел телескоп на расчётную орбиту. И первое разочарование — многолетнюю подготовку «запорол» техник, собиравший прибор на земле. Он ошибся при работе с лазерным измерителем, с помощью которого нужно было с точностью до миллиметра установить зеркало телескопа. В итоге вместо четких снимков вселенной ученые получили жуткий «расфокус». Но уводить аппарат с орбиты и возвращать на землю для ремонта было крайне долго и дорого. Как ученым удалось элегантно выйти из ситуации и об открытиях, которые удалось сделать при помощи «Хаббла», — в материале Пятого канала.

Открытия хаббла

Фото: tassphoto.com

Идея наблюдать за космосом из космоса впервые появилась еще в 20-х годах прошлого века. О концепции орбитального телескопа впервые говорится в книге Германа Оберта «Ракета в межпланетном пространстве», увидевшей свет в 1923 году. В 1946-м американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории». Преимуществ было два. Говоря простым языком, во-первых, турбулентные потоки в земной атмосфере не будут искажать картинку и, во-вторых, космический телескоп сможет наблюдать за галактикой в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, что невозможно с Земли. Спустя более чем 15 лет, в 1962 году Национальной академией наук США был опубликован доклад, рекомендовавший включить разработку орбитального телескопа в космическую программу. Спустя еще три года Спитцер был назначен главой комитета, в задачу которого входило определение научных задач для крупного космического телескопа. В 1978 году Конгресс утвердил финансирование в размере 36 миллионов долларов. Начались полномасштабные работы по проектированию.

Миссия Хаббла и «момент сотворения мира»

Телескоп назвали в честь астронома Эдвина Хаббла, предложившего концепцию расширяющейся Вселенной. Исследования Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что галактики разбегаются друг от друга будто пространство Вселенной равномерно растягивается. 

Открытия хаббла

Фото: i.ytimg.com

Современная скорость расширения позволяет определить возраст Вселенной с помощью параметра постоянной Хаббла — это скорость разбегания галактик. Обратная ей величина (если пренебречь ускорением и торможением) дает время, когда галактики были рядом. Это — точка отсчета, момент «сотворения мира». Значение постоянной Хаббла помогает рассчитать рост галактик, формирование легких элементов и установления продолжительности фаз космической эволюции. Именно точный расчет постоянной Хаббла и был целью телескопа, названного в честь гениального ученого. Точность полученного значения постоянной Хаббла составила около 10%. На данный момент считается, что возраст Вселенной — 13,7 миллиарда лет. Такие данные были получены по результатам наблюдений квазаров — самых ярких астрономических объектов. Ученые получили современную космологическую модель, представляющую собой Вселенную, расширяющуюся с ускорением, заполненную тёмной энергией, и ее возраст. 

Вперед, в космос! Или брак на миллиарды

Запуск телескопа был запланирован на 1983 год. В итоге от начала проектирования до запуска было затрачено 2,5 миллиарда долларов, при начальном бюджете в 400 миллионов. А «Хаббл» выведен на орбиту лишь в 90-м. И все это едва не обернулось крупным скандалом. Когда телескоп передал вот такие снимки (на фото слева):

Открытия хаббла

Справа — кадры после корректировки
Фото: wikipedia.org

Такая нечеткость появилась из-за дефекта зеркала. Ошибка была совершена при монтаже главного нуль-корректора, полевая линза которого была сдвинута на 1,3 мм относительно правильного положения. История умалчивает о судьбе техника, который после окончания монтажа заметил непредвиденный зазор между линзой и поддерживающей её конструкцией, но вместо того, чтобы исправить брак, просто вставил обычную металлическую шайбу. Так многомиллионный проект и отправился бороздить космическое пространство — криво собранный.

Открытия хаббла

Фото: tassphoto.com

В первые три года работы, пока ученые разрабатывали систему коррекции сферической аберрации, «Хаббл» все-таки выполнил большое количество наблюдений. Дефект не оказывал влияния на спектроскопические замеры. Однако, самые зрелищные результаты начались после установки системы коррекции, состоявшей из двух зеркал. Одно из них и компенсировало дефект. 

Космическая бомбардировка

В 1994-м году ученые NASA с изумлением узнали, что Солнечная система — настоящий тир. За год до гибели кометы Шумейкеров-Леви 9 «Хаббл» получил изображения, показывающие, что она раскололась на более 20-ти растянувшихся в цепочку фрагментов. Первый «кусок» 16 июля 1994 года врезался в атмосферу Юпитера. В течение недели такую же траекторию повторили и остальные части кометы. «Хаббл» зафиксировал выбросы, поднимавшиеся над горизонтом Юпитера, похожие на гриб ядерного взрыва. Через 10 минут после столкновения «облако» оседало и рассасывалось. Но последствия можно было наблюдать в течение нескольких месяцев. Они-то и помогли ученым приподнять завесу тайны состава газового гиганта. На снимке, полученном с «Хаббла» восемь темных пятен, наложившихся друг на друга, — это места столкновений. Фрагменты кометы повредили южное полушарие Юпитера. Изображение было получено 22 июля 1994 года. На нижнем снимке — выброс, похожий на ядерный гриб, над лимбом планеты через 6 минут после столкновения 16 июля того же года. 

Открытия хаббла

Фото: Hubble Space Telescope Comet Team and NASA 

Планеты за пределами Солнечной системы

Сегодня известно около 180 таких объектов. Большинство из них обнаружили при помощи наземных телескопов. Но такой способ наблюдения дает минимум информации: только размер и эллиптичность орбиты планеты, а также нижний предел ее массы. С помощью «Хаббла» обнаружили экзопланету HD 209458 b или Осирис. Теперь она уже самая изученная за пределами Солнечной системы. Планета находится на расстоянии 153 световых лет от нашего светила. Ее радиус в 1,4 раза больше, чем у Юпитера, в то время как масса составляет всего лишь 0,7 его же массы. В 2007 году удалось зафиксировать следы атмосферы Осириса. В том же году появилась информация, что на планете обнаружена вода. Это первоначальное предположение нашло новое подтверждение в 2013-м.

Открытия хаббла

Фото: tassphoto.com

Агония звезд

«Хабблу» удалось подсмотреть за смертью звезды. Это было настоящей удачей для астрономов. В теории, звезда с массой от 8 до 25 масс Солнца завершает свою жизнь взрывом сверхновой. Это происходит из-за того, что она исчерпывает запасы топлива и резко теряет способность удерживать собственный вес. Ядро звезды коллапсирует и превращается в нейтронную звезду — массивный, сверхплотный объект. Внешние слои газа выбрасываются в пространство со скоростью 5% от скорости света. Но в нашей Галактике сверхновые звезды не взрывались аж с 1680 года, поэтому на практике эту теорию проверить не удавалось. Но 23 февраля 1987-го произошел взрыв сверхновой в соседней галактике, спутнике Млечного Пути, — Большом Магеллановом Облаке. Через три года только что запущенный «Хаббл» начал отслеживать этот процесс и открыл три кольца, окружавших взорвавшуюся звезду. В 1994 году телескоп начал замечать яркие пятна, возникающие одно за другим на центральном кольце: в него врезался выброс сверхновой. Когда ударная волна достигла ранее существовавшего газового кольца, запылали горячие пятна. 

Открытия хаббла

Фото: Dr. Christopher Burrows, ESA/STScI and NASA 

Рождение звезд

С помощью «Хаббла» удалось также воочию увидеть и рождение новой звезды. О появлении светила, согласно теории, свидетельствуют выбрасываемые узкие и быстрые струи газа, длинной в несколько световых лет. Магнитное поле пронизывает газопылевой диск, окружающий молодую звезду. Ионизованное вещество вынуждено течь вдоль магнитных силовых линий, при этом напоминая бусины на вращающейся нитке. Наблюдения «Хаббла» подтвердили теорию, согласно которой струи рождаются в центре диска. На снимке ниже как раз и запечатлены те самые пылевые диски (похожие на амеб или медуз), они окружают формирующиеся звезды в туманности Ориона.

Открытия хаббла

Фото: NASA, J.Bally (University of Colorado, Boulder, CO), H.Throop (Southwest Research Institute, Boulder, CO), C.R.OʼDell 

Также «Хаббл» опроверг другую теорию, касавшуюся околозвездных дисков. Считалось, что они сидят глубоко в родительском облаке и увидеть их нельзя. «Хаббл» же обнаружил более десятка протоплатных дисков, — заметных в виде силуэта на фоне туманности. Оказалось, что половина изученных молодых звезд обладает такими. Это говорит о том, что «сырья» для формирования планет в Галактике более чем достаточно.

Как галактики друг друга «ели»

Снимки, сделанные «Хабблом» дали основания предположить, что странные молодые звезды на окраине Туманности Андромеды могут быть «осколками» столкновения галактик. Ученые считают, что крупные галактики, такие как Млечный Путь и Туманность Андромеды выросли, поглотив более мелкие. Это заметно по расположению входящих в низ звезд, а также по их возрасту и составу. «Хаббл» наблюдал за звездным гало — сферическим облаком звезд и звездных скоплений вокруг основного галактического диска Туманности Андромеды. Оказалось, что возраст самых старых из них достигает 11-13,5 миллиардов лет, а юных — 6-8 миллиардов. Последние могли попасть в Туманность Андромеды из поглощенной ею галактики-спутника. 

Открытия хаббла

Фото: NASA, ESA and T.M.Brown (STScI) 

Сверхмассивные черные дыры — «сердца» галактик?

В 1960-х астрономы получили доказательства того, что источником энергии квазаров (одних из самых ярких объектов в Солнечной системе) и других активных ядер галактик являются черные дыры, захватывающие окружающее их вещество. И «Хаббл» вновь подтвердил теорию. У каждой галактики, которую он детально наблюдал, нашлись указания на спрятанную в ее центре черную дыру. Изображения квазаров показали, что они располагаются в ярких эллиптических или взаимодействующих галактиках. Это говорит о том, что нужны особые условия, чтобы питать центральную черную дыру. Во-вторых, масса гигантской черной дыры тесно коррелирует с массой сферического звездного балджа (сгущения), окружающего галактический центр. Таким образом формирование и эволюция галактики и ее черной дыры тесно связаны. На снимке плазменная струя, бьющая из галактики М 87, по-видимому, генерируется черной дырой массой в 3 миллиарда масс Солнца.

Открытия хаббла

Фото: astronet.ru

Самые мощные взрывы во Вселенной

«Хаббл» помог и в становлении нескольких гипотез. Ранее считалось, что гамма-всплески — это короткие вспышки гамма-излучения, длящиеся от нескольких миллисекунд до десятков минут. В тех, что были длиннее двух секунд образуются менее энергичные фотоны. Однако, исследования, проведенные Комптоновской гамма-обсерваторией, рентгеновским спутником BeppoSAX и наземными обсерваториями, дали основания полагать, что вспышки возникают при коллапсе ядер звезд типа сверхновой. Но возникал вопрос, почему только малая доля сверхновых дает гамма-всплески. На фото галактика, в которой наблюдался гамма-всплеск 971214. На снимке выглядит как небольшое пятнышко под стрелкой.

Открытия хаббла

Фото: S.R.Kulkarni and S.G.Djorgovski (Caltech), the Caltech GRB Team, and NASA

«Хаббл» обнаружил: несмотря на то, что во всех областях звездообразования в галактиках вспыхивают сверхновые, продолжительные гамма-всплески, сконцентрированы в наиболее ярких областях, как раз там, где сосредоточены самые массивные звезды. Также оказалось, что продолжительные гамма-всплески чаще всего возникают в небольших бедных тяжелыми элементами галактиках. Дефицит таких элементов в массивных светилах делает их звездный ветер менее мощным. На протяжении жизни они сохраняют большую часть своей массы и, когда приходит время взрываться, оказываются более массивными. Коллапс их ядер приводит к образованию не нейтронной звезды, а черной дыры. Ученые полагают, что продолжительные гамма-всплески вызваны тонкими струями, выброшенными быстро вращающимися черными дырами. Решающими факторами для того, чтобы коллапс ядра звезды вызвал мощный гамма-всплеск, являются масса и скорость вращения звезды в момент ее смерти. История с короткими гамма-всплесками оказалась куда более сложной для понимания. В последние годы несколько таких гамма-всплесков были запечатлены спутниками HETE 2 и Swift. «Хаббл» и рентгеновская обсерватория «Чандра» получили данные, что энергия таких вспышек слабее, чем продолжительных, и возникают они в совершенно разных типах галактик, включая и эллиптические, где звезды сейчас почти не формируются. Похоже, что короткие вспышки связаны не с массивными, короткоживущими звездами, а с остатками их эволюции. Согласно наиболее популярной гипотезе, короткие гамма-всплески возникают при слиянии двух нейтронных звезд.

Край мироздания

«Хаббл» помогает решать и ещё одну из фундаментальных зачад астрономии, — исследовать развитие галактик и их предков во временном интервале, максимально приближенном к моменту Большого взрыва. Чтобы понять, как выглядел Млечный Путь, ученые пытаются получить изображения галактик разного возраста. «Хаббл» совместно с другими обсерваториями получил с длительными экспозициями изображения нескольких маленьких участков космоса. Он запечатлил и передал на землю сверхглубокие снимки далеких галактик.

Открытия хаббла

Фото: NASA, ESA, S.Beckwith (STScI) and the HUDF Team 

Ускоряющаяся Вселенная

Снимки с «Хаббла» помогли ученым понять, что расширение Вселенной ускоряется. К такому выводу в 1998 году пришли сразу две независимые группы. Ранее астрономы полагали, что Вселенная тормозится, так как притяжение галактик друг к другу предположительно замедляло их разбегание. В физике появился сложнейший вопрос: что вызывает ускорение? Рабочая гипотеза гласит: во Вселенной содержится невидимая составляющая, называемая «темной энергией». Наблюдения наземных телескопов и «Хаббла» указывают, что в этой темной энергии содержится три четверти полной плотности энергии Вселенной.

Открытия хаббла

Фото: NASA and J.Blakeslee (JHU)

На кадрах разные по времени снимки. Их сопоставление привело к обнаружению далекой сверхновой галактики и к выявлению ускоренного расширения Вселенной. Ученые подсчитали, что оно началось примерно пять миллиардов лет назад, а до того момента Вселенная действительно тормозилась. В 2004 году «Хаббл» обнаружил 16 далеких сверхновых галактик, которые тогда вспыхнули. Но чем может быть темная энергия? Возможно, энергия принадлежит самому пространству, даже если оно совершенно пустое. Сегодня наблюдение далеких сверхновых остается лучшим методом изучения темной энергии.  

Новый спутник Нептуна

В 2013 году, после изучения сделанных телескопом в 2004—2009 годах снимков, Марк Шоуолтер открыт спутник Нептуна S/2004 N 1. У него пока нет официального названия. Но по традиции спутники Нептуна называют именами персонажей античной мифологии, связанных с богом Нептуном или Посейдоном. Шоуолтер предлагал назвать открытый им объект в честь сына Посейдона Полифема, чье имя еще не задействовано.

Открытия хаббла

Фото: wikipedia.org

Галактика в созвездии Большой Медведицы

По состоянию на 3 марта 2016 года яркая галактика GN-z11 является самым удалённым из известных объектов во Вселенной. Свет от нее шёл 13,4 миллиарда лет. Он был испущен спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва. Эта галактика в 25 раз меньше Млечного Пути по размеру и в 100 раз меньше массы звезд. Наблюдаемая скорость звездообразования оценочно в 20 раз превышает современную для Млечного Пути.

Открытия хаббла 

Фото: wikipedia.org 

Черная дыра, нарушающая законы физики

В январе прошлого года «Хаббл» помог сделать очередное сенсационное открытие. Орбитальная обсерватория сделала фотографии необычно легкой черной дыры в центре небольшой галактики в созвездии Девы. Ее невозможно высокая яркость нарушила представления человечества о поведении и устройстве подобных объектов. Их изучают уже несколько десятков лет. Согласно действующим гипотезам, в центре большинства крупных галактик существует хотя бы одна сверхмассивная черная дыра. Причины их образования не ясны. Но наблюдение за искривление пространства вокруг них дает основания полагать, что типичная масса сверхмассивных черных дыр находится в диапазоне от миллиона до нескольких миллиардов масс Солнца. Наблюдать такие черные дыры крайне сложно из-за того, что их скрывает пыль и газ, окружающие ядра галактик. Черная дыра, обитающая в центре спиральной галактики RX J1140.1+0307, обладает относительно небольшим весом — она является одной из самых «легких» сверхмассивных черных дыр, найденных за последние десятилетия. Эта галактика находится в созвездии Девы и удалена от нас примерно на миллиард световых лет. Она повернута к Земле «боком», — именно это позволяет увидеть часть ядра галактики. Многие астрономы даже относят ее к другому классу объектов — так называемым черным дырам промежуточной массы, которые сегодня считают «потерянным звеном» эволюции галактик.

Открытия хаббла

Фото: ESA/Hubble & NASA // Judy Schmidt

Ученые наблюдают за активностью черной дыры в галактике  RX J1140.1+0307 при помощи оптических, рентгеновских и радиотелескопов. Последние наблюдения раскрыли удивительную вещь — яркость черной дыры в данной галактике на порядки выше того, что предсказывает теория, и ее невозможно объяснить при помощи текущих представлений об устройстве черных дыр и их роли в жизни галактик. Дальнейшие наблюдения должны дать ответ на вопрос, как данной чёрной дыре удается быть такой яркой и какую роль подобные объекты играли в процессе роста галактик. 

Старичок все еще на орбите

28 лет на орбите, четыре ремонтных экспедиции и не самое удачное начало, — но старичок «Хаббл» до сих пор в строю. Это при том, что в 2014-м его должен был сменить космический телескоп «Джеймс Уэбб». Но, как это принято при строительстве космических телескопов, из-за крайне внушительного превышения бюджета и переноса сроков сдачи «Джеймса Уэбба», НАСА сначала перенесла дату старта новый миссии на сентябрь 2015-го, а потом и вовсе на октябрь 2018-го.

Открытия хаббла

Фото: tassphoto.com

Но нет, точку в истории «Хаббла» не поставят через несколько месяцев. Два года назад программу «Хаббла» официально продлили до 30 июня 2021 года. С соответствующим финансированием. NASA сообщило, что телескоп все еще находиться в отличном техническом состоянии. А если так,  кто знает какие еще картины из тайников Вселенной он покажет человечеству. 

Источник: www.5-tv.ru

История создания

Идея размещения телескопа на орбите Земли, где его работе ничего не будет мешать, появилась еще в межвоенные годы в работах немецкого инженера Германа Оберта, но теоретическое обоснование этому выдвинул в 1946 году американский астрофизик Лейман Спитцер. Его так захватила идея, что он посвятил ее реализации большую часть своейнаучной карьеры.

Первый орбитальный телескоп был запущен Великобританией в 1962 году, а соединенными Штатами Америки – в 1966. Успехи этих аппаратов окончательно убедили мировую научную общественность в необходимость постройки большой космической обсерватории, способной заглянуть даже в самую глубь Вселенной.

Работа над проектом, который со временем превратился в телескоп «Хаббл», началась в 1970 году, но долгое время финансирование не было достаточным для успешной реализации задумки. Бывали периоды, когда американские власти вообще приостанавливали финансовые потоки.

Подвешенное состояние закончилось в 1978 году, когда Конгресс США выделил на создание орбитальной лаборатории 36 миллионов долларов. Тогда же началась активная работа по проектированию и строительству объекта, к которой подключились многие научные центры и технологические компании, всего тридцать два учреждения по всему миру.


Изначально планировалось вывести телескоп на орбиту в 1983, потом эти сроки перенесли на 1986. Но катастрофа космического челнока «Челленджер» 28 января 1986 вынудила еще раз пересмотреть дату запуска объекта. В результате «Хаббл» отправился в Космос 24 апреля 1990 на шаттле «Дискавери».

Эдвин Хаббл

Уже в начале восьмидесятых годов проектируемый телескоп получил имя в честь Эдвина Пауэлла Хаббла – великого американского астронома, внесшего огромный вклад в развитие нашего понимания, о том, что такое Вселенная, а также какой должна быть астрономия и астрофизика будущего.



Это именно Хаббл доказал, что во Вселенной есть и другие галактики, помимо Млечного пути, а также заложил основу теории Расширения Вселенной.

Эдвин Хаббл умер в 1953 году, но стал одним из основателей американской школы астрономии, ее самым известным представителем и символом. Недаром в честь этого великого ученого назван не только телескоп, но и астероид.

Самые значимые открытия телескопа «Хаббл»

В девяностых годах двадцатого века телескоп «Хаббл» стал одним из самых знаменитых и упоминаемых в прессе рукотворных объектов. Фотографии, сделанные этой орбитальной обсерваторией, печатали на первых полосах и обложках не только научные и научно-популярные журналы, но и обычная пресса, в том числе, желтые газеты.



Открытия, сделанные при помощи «Хаббла», значительно перевернули и расширили человеческое представление о Вселенной и продолжают это делать до сих пор.

Телескоп сфотографировал и отправил на Землю более миллиона снимков с высоким разрешением, позволяющих заглянуть в такие глубины Вселенной, куда невозможно забраться иным способом.

Одним из первых поводов у СМИ заговорить о телескопе «Хаббл» стали его снимки кометы Шумейкеров-Леви 9, которая в июле 1994 года столкнулась с Юпитером. Примерно за год до падения при наблюдении за этим объектом орбитальная обсерватория зафиксировала его разделение на несколько десятков частей, которые затем и падали в течение недели на поверхность планеты-гиганта.



Размеры «Хаббла» (диаметр зеркала – 2,4 метра) позволяет ему проводить исследования в самых разных областях астрономии и астрофизики. К примеру, с его помощью были сделаны снимки экзопланет (планет, находящихся за пределами Солнечной системы), наблюдать за агонией старых звезд и рождением новых, находить загадочные черные дыры, исследовать историю Вселенной, а также проверять актуальные научные теории, подтверждая их или опровергая.

Модернизация

Несмотря на запуск и других орбитальных телескопов, «Хаббл» продолжает оставаться главным инструментом звездочетов нашего времени, постоянно поставляя им новую информацию из самых отдаленных уголков Вселенной.

Однако со временем в эксплуатации «Хаббла» начали возникать проблемы. К примеру, уже в первую неделю работы телескопа оказалось, что у главного его зеркала есть дефект, не позволяющий добиться ожидаемой резкости изображений. Так что пришлось прямо на орбите установить на объект систему оптической коррекции, состоящую из двух внешних зеркал.



Для ремонта и модернизации орбитальной обсерватории «Хаббл» было проведено четыре экспедиции к ней, в рамках которой на телескоп устанавливалось новое оборудование –камеры, зеркала, солнечные батареи и другие приборы, позволяющие улучшить работу системы и расширять сферу действий обсерватории.

Будущее

После последней модернизации, произошедшей в 2009 году, было принято решение, что телескоп «Хаббл» будет оставаться на орбите до 2014 года, когда его заменит новая космическая обсерватория – «Джеймс Уэбб». Но сейчас уже известно, что срок эксплуатации объекта будет продолжен, по крайней мере, до 2018, а то и 2020.

Источник: novate.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.