Hubble space telescope


Марио Ливио
«В мире науки» №10, 2006

Немногие телескопы могут похвастаться таким весомым вкладом в астрономические исследования, как космический телескоп «Хаббл».

Благодаря космическому телескопу мы расширили наши представления, пересмотрели предварительные теории и построили новые, подробнее объясняющие астрономические явления.

В апреле 2006 года исполнилось 16 лет с тех пор, как «Хаббл» находится в космосе, но пока NASA борется за возобновление полетов шаттлов, телескоп продолжает дряхлеть. Если астронавты не смогут его отремонтировать, то к середине 2008 года он окончательно выйдет из строя.

С помощью «Хаббла» было совершено 10 важнейших открытий в астрономии. За последние годы, вместе с другими обсерваториями, «Хаббл» обнаружил два новых спутника Плутона, неожиданно (и парадоксально) — обширную галактику в очень молодой Вселенной, а также спутник с массой планеты у коричневого карлика, весящего ненамного больше самой планеты. Нам удалось уточнить характеристики Вселенной, которые прежде существовали лишь в нашем воображении.


1. Столкновение с кометой

По космическим масштабам столкновение кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером было рядовым событием: усеянные кратерами поверхности планет и их спутников показывают, что Солнечная система — настоящий тир. Но в масштабе жизни человека с таким событием можно столкнуться лишь однажды: в среднем комета врезается в планету раз в тысячу лет.

За год до гибели кометы Шумейкеров-Леви 9 полученные «Хабблом» изображения показали, что она раскололась на две дюжины фрагментов, которые растянулись в цепочку. Первый из них врезался в атмосферу Юпитера 16 июля 1994 года, а за ним в течение недели упали и остальные. На изображениях видны выбросы, похожие на гриб ядерного взрыва, поднимающиеся над горизонтом Юпитера, а затем оседающие и рассасывающиеся через 10 минут после столкновения. Но последствия взрыва наблюдались еще в течение нескольких месяцев.

Следы столкновений помогают выяснить состав газового гиганта. От каждого из них волны разбегались со скоростью 450 м/сек. Судя по всему, это «тяжелые» волны, упругость в которых создается силой плавучести. Характер распространения волн указывает, что отношение кислорода к водороду в атмосфере Юпитера может быть в 10 раз больше, чем на Солнце. Однако если Юпитер сформировался в результате гравитационной неустойчивости первичного газопылевого диска, то его состав должен быть таким же, как у диска, то есть соответствовать химическому составу Солнца. Это противоречие так и остается неразгаданным.


2. Внесолнечные планеты

В 2001 году Американское астрономическое общество обратилось с просьбой к специалистам выбрать наиболее значимое, с их точки зрения, открытие последнего десятилетия. По мнению большинства, им стало обнаружение планет вне Солнечной системы. Сегодня известно около 180 таких объектов. Значительная их часть найдена с помощью наземных телескопов по небольшим колебаниям звезды, вызванным гравитационным воздействием обращающейся вокруг нее планеты. Пока такие наблюдения дают минимум информации: только размер и эллиптичность орбиты планеты, а также нижний предел ее массы.

Исследователи сосредоточились на тех планетах, орбитальные плоскости которых ориентированы вдоль нашего луча зрения. Наблюдение «Хабблом» первого из обнаруженных прохождений спутника звезды HD 209458 дало наиболее полную информацию о планете вне Солнечной системы. Она на 30% легче Юпитера, но при этом на столько же больше его в диаметре, возможно, потому, что излучение близкой звезды заставило ее раздуться. Данные «Хаббла» достаточно точны, чтобы выявить широкие кольца и массивные спутники, но их не оказалось. «Хаббл» впервые определил химический состав планеты вблизи другой звезды. В ее атмосфере содержатся натрий, углерод и кислород, а водород испаряется в пространство, создавая кометообразный хвост. Эти наблюдения — предтеча поисков химических признаков жизни в далеких уголках Галактики.


3. Агония звезд

Согласно теории, звезда с массой от 8 до 25 масс Солнца завершает свою жизнь взрывом сверхновой. Исчерпав запасы топлива, она резко теряет способность удерживать собственный вес. Ее ядро коллапсирует, превращаясь в нейтронную звезду — массивный, сверхплотный объект, а внешние слои газа выбрасываются в пространство со скоростью 5% от скорости света. Но проверить данную теорию нелегко, поскольку в нашей Галактике сверхновые не взрывались с 1680 года. Однако 23 февраля 1987 года астрономам улыбнулась удача: произошел взрыв сверхновой в соседней галактике, спутнике Млечного Пути, — Большом Магеллановом облаке. В этот момент «Хаббл» еще не был запущен, но через 3 года он начал отслеживать процесс и вскоре открыл три кольца, окружающие взорвавшуюся звезду. Центральное видно на месте узкой перемычки у газового облака, имеющего форму песочных часов, а большие кольца — края двух чашеобразных полостей, видимо образованных звездой за несколько десятков тысяч лет до взрыва. В 1994 году «Хаббл» начал замечать яркие пятна, возникающие одно за другим на центральном кольце: это в него врезался выброс сверхновой. Наблюдения за агонией звезды продолжаются.


В отличие от своих более массивных собратьев, звезды типа Солнца умирают более элегантно, сбрасывая свои внешние газовые слои постепенно, без взрыва. Это длится около 10 тыс. лет. Когда горячее центральное ядро звезды обнажается, оно своим излучением ионизует извергнутый газ, заставляя его светиться ярко-зеленым (ионизованный кислород) и красным (ионизованный водород). В результате возникает планетарная туманность. Сегодня их известно около 2 тыс. «Хаббл» показал их необычайно сложные формы в тончайших деталях. В некоторых туманностях наблюдается несколько концентрических кругов, похожих на бычий глаз, что свидетельствует об эпизодическом, а не непрерывном выбросе газа. Причем предполагаемое время между двумя выбросами составляет примерно 500 лет, что слишком долго для динамических пульсаций (при которых звезда сжимается и расширяется в результате противоборства гравитации и газового давления) и слишком быстро для тепловых пульсаций (при которых звезда выходит из равновесного состояния). Истинная же природа наблюдаемых колец остается неясной.

4. Космическое рождение

Установлено, что узкие и быстрые струи газа свидетельствуют о рождении звезды. Формируясь, она может извергнуть две тонкие струи длиной в несколько световых лет. Согласно одной из гипотез, крупномасштабное магнитное поле пронизывает газопылевой диск, окружающий молодую звезду. Ионизованное вещество, вынужденное течь вдоль магнитных силовых линий, напоминает бусины на вращающейся нитке. Наблюдения «Хаббла» подтвердили теоретический прогноз, согласно которому струи рождаются в центре диска.


В то же время данные, полученные «Хабблом», опровергли другое предположение, касавшееся околозвездных дисков. Считалось, что они сидят так глубоко в родительском облаке, что увидеть их невозможно. «Хаббл» же обнаружил с дюжину протопланетных дисков — проплидов, часто заметных в виде силуэта на фоне туманности. По крайней мере половина изученных молодых звезд обладает такими дисками, свидетельствующими о том, что сырья для формирования планет в Галактике достаточно.

5. Галактическая археология

Астрономы считают, что крупные галактики, такие как Млечный Путь и наша соседка Туманность Андромеды, выросли, поглощая мелкие галактики. Признаки «галактического каннибализма» должны быть заметны по расположению, возрасту, составу и скоростям входящих в них звезд. Благодаря наблюдениям «Хаббла» за звездным гало (слабым сферическим облаком звезд и звездных скоплений вокруг основного галактического диска) Туманности Андромеды, исследователи обнаружили, что в гало входят различающиеся по возрасту звезды: у самых старых возраст достигает 11–13,5 млрд лет, а у самых юных — 6–8 млрд лет. Последние, должно быть, случайно забрели сюда из какой-то молодой галактики (например, из поглощенной галактики-спутника) или же из более ранней области самой Андромеды (например, из диска, если часть его разрушилась при близком прохождении небольшой галактики или столкновении с ней). В гало нашей галактики нет заметного числа относительно молодых звезд. Так что при всей схожести формы Туманности Андромеды и Млечного Пути, как показывают наблюдения «Хаббла», истории двух галактик значительно отличаются друг от друга.


6. Сверхмассивные черные дыры

С 1960-х годов астрономы получили доказательства того, что источником энергии квазаров и других активных ядер галактик служат гигантские черные дыры, захватывающие окружающее их вещество. Наблюдения «Хаббла» подтверждают данную теорию. Почти у каждой детально наблюдавшейся галактики нашлись указания на спрятанную в ее центре черную дыру. Особенно важными оказались два обстоятельства. Во-первых, изображения квазаров, полученные с высоким угловым разрешением, 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. Корреляция свидетельствует о том, что формирование и эволюция галактики и ее черной дыры тесно связаны.

7. Самые мощные взрывы

Гамма-всплески — короткие вспышки гамма-излучения, длящиеся от нескольких миллисекунд до десятков минут.


разделяют на два типа в зависимости от их длительности. Границей считаются примерно 2 секунды; в более длительных вспышках образуются менее энергичные фотоны, чем в более коротких. Наблюдения, проведенные Комптоновской гамма-обсерваторией, рентгеновским спутником BeppoSAX и наземными обсерваториями, позволили предположить, что продолжительные вспышки возникают при коллапсе ядер массивных короткоживущих звезд, иными словами, — звезд типа сверхновой. Но почему только малая доля сверхновых дает гамма-всплески?

«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. Более того, продолжительные гамма-всплески чаще всего возникают в небольших, неправильных, бедных тяжелыми элементами галактиках. И это важно, поскольку дефицит тяжелых элементов в массивных звездах делает их звездный ветер менее мощным, чем у звезд, богатых тяжелыми элементами. Поэтому на протяжении жизни бедные тяжелыми элементами звезды сохраняют большую часть своей массы и, когда приходит время взрываться, они оказываются более массивными. Коллапс их ядер приводит к образованию не нейтронной звезды, а черной дыры. Астрономы считают, 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.


Отождествление коротких гамма-всплесков оказалось более сложным. Только в последние годы несколько таких событий произошло благодаря спутникам HETE 2 и Swift. «Хаббл» и рентгеновская обсерватория «Чандра» установили, что энергия таких вспышек слабее, чем продолжительных, и возникают они в совершенно разных типах галактик, включая и эллиптические галактики, 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.

8. Край Вселенной

Одна из фундаментальных задач астрономии — исследовать развитие галактик и их предков во временном интервале, максимально приближенном к моменту Большого взрыва. Чтобы понять, как выглядел когда-то наш Млечный Путь, исследователи решили получить изображения галактик различного возраста — от самых юных до самых старых. С этой целью, чтобы запечатлеть наиболее далекие (а значит, самые древние) галактики, «Хаббл» совместно с другими обсерваториями получил с длительными экспозициями изображения нескольких маленьких участков неба: глубокие снимки «Хаббла», сверхглубокий снимок «Хаббла» и глубокий обзор великих обсерваторий «Происхождение».


Сверхчувствительные снимки показывают галактики во Вселенной, когда ей было лишь несколько сотен миллионов лет, что составляет всего 5% от ее нынешнего возраста. Тогда галактики были меньше размером и имели менее правильную форму, чем теперь, что и следовало ожидать, если современные галактики образовывались путем слияния маленьких галактик (а не путем распада более крупных). Создаваемый сейчас космический телескоп «Джеймс Уэбб», наследник «Хаббла», сможет проникнуть в еще более далекие эпохи.

Глубокие снимки позволяют также проследить, как изменялась интенсивность звездообразования во Вселенной от эпохи к эпохе. Похоже, что она достигла своего пика примерно 7 млрд лет назад, а затем постепенно ослабла примерно в десять раз. В молодости Вселенной (то есть в возрасте 1 млрд лет) скорость звездообразования уже была велика и составляла 1/3 ее максимального значения.

9. Возраст Вселенной

Наблюдения Эдвина Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Галактики разбегаются друг от друга так, как будто бы пространство Вселенной равномерно растягивается. Постоянная Хаббла (H0), указывающая современную скорость расширения, позволяет определить возраст Вселенной. Объяснение простое: постоянная Хаббла — это скорость разбегания галактик, поэтому, если пренебречь ускорением и торможением, величина, обратная H0, дает время, когда все галактики были рядом. Кроме того, значение постоянной Хаббла играет определяющую роль для роста галактик, формирования легких элементов и установления продолжительности фаз космической эволюции. Не удивительно, что точное измерение постоянной Хаббла было с самого начала основной целью одноименного телескопа.


На практике для определения данной величины требуется измерить расстояния до ближайших галактик, а это гораздо более трудная задача, чем считалось в XX веке. «Хаббл» детально исследовал цефеиды — звезды с характерными пульсациями, периоды которых указывают на их истинный блеск, а значит, и на расстояние до них, — в 31 галактике. Точность полученного значения постоянной Хаббла составила около 10%. В совокупности с результатами измерений реликтового излучения это определяет возраст Вселенной — 13,7 млрд лет.

10. Ускоряющаяся Вселенная

В 1998 году две независимые группы исследователей пришли к поразительному выводу: расширение Вселенной ускоряется. Обычно астрономы считали, что Вселенная тормозится, поскольку притяжение галактик друг к другу должно замедлять их разбегание. Сложнейшая загадка современной физики — вопрос о том, что вызывает ускорение. Согласно рабочей гипотезе, во Вселенной содержится невидимая составляющая, называемая «темной энергией». Совокупность наблюдений «Хаббла», наземных телескопов и измерений реликтового излучения указывают, что в этой темной энергии содержится 3/4 полной плотности энергии Вселенной.

Ускоренное расширение началось примерно 5 млрд лет назад, а до того момента оно тормозилось. В 2004 году «Хаббл» обнаружил 16 далеких сверхновых, которые тогда вспыхнули. Данные наблюдения накладывают основательные ограничения на теории о том, чем может быть темная энергия. Простейшая (и наиболее загадочная) возможность заключается в том, что энергия принадлежит самому пространству, даже если оно совершенно пустое. Сегодня наблюдение далеких сверхновых остается лучшим методом изучения темной энергии. Роль «Хаббла» в изучении темной энергии огромна, поэтому астрономы будут благодарны NASA, если телескоп будет сохранен.

Статьи об открытиях «Хаббла» в Scientific American:
1. Comet Shoemaker-Levy 9 Meets Jupiter. David H. Levy, Eugene M. Shoemaker and Carolyn S. Shoemaker. August 1995.
2. Searching for Shadows of Other Earths. Laurance R. Doyle, Hans-Jörg Deeg and Timothy M. Brown. September 2000.
3. The Extraordinary Deaths of Ordinary Stars. Bruce Balick and Adam Frank. July 2004 (Необычная смерть обычных звезд // ВМН, № 9, 2004).
4. Fountains of Youth: Early Days in the Life of a Star. Thomas P. Ray. August 2000.
6. The Galactic Odd Couple. Kimberly Weaver. July 2003 (Странная галактическая чета // ВМН, № 10, 2003).
7. The Brightest Explosions in the Universe. Neil Gehrels, Luigi Piro and Peter J. T. Leonard. December 2002 (Ярчайшие взрывы во Вселенной // ВМН, № 4, 2003).
8. Galaxies in the Young Universe. F. Duccio Macchetto and Mark Dickinson. May 1997.
9. The Expansion Rate and Size of the Universe. Wendy L. Freedman. November 1992.
10. From Slowdown to Speedup. Adam G. Riess and Michael S. Turner. February 2004 (От замедления к ускорению // ВМН, № 5, 2004).

Источник: elementy.ru

Общие сведения

Шаттл Дискавери 24 апреля 1990 года вывел космический телескоп Хаббл на заданную орбиту. Нахождение на орбите дает отличную возможность фиксировать электромагнитное излучение в инфракрасном диапазоне Земли. Вследствие отсутствия атмосферы, способности Хаббла увеличиваются в разы по сравнению с такими же аппаратами, находящимися на Земле.

Трехмерная модель телескопа

Технические данные

Космический телескоп Хаббл, представляет собой сооружение цилиндрической формы протяжённостью 13,3 м, окружность которого составляет 4,3 м. Масса телескопа до оснащения спец. оборудованием составляла 11 000 кг, но после установки всех необходимых для исследования приборов общая его масса достигла 12 500 кг. Питание всего установленного в обсерватории оборудования осуществляется за счет двух солнечных батарей, установленных прямо в корпус данного агрегата. Принцип работы представляет собой рефлектор системы Ричи-Кретьена с диаметром главного зеркала 2,4 м, это дает возможность получать изображения с оптическим разрешением порядка 0,1 угловой секунды.

Установленные приборы

В данном устройстве имеется 5 отсеков предназначенных для приборов. В одном из пяти отсеков долгое время находилась с 1993 по 2009 годы корректирующая оптическая система (COSTAR), она предназначалось для того, чтобы компенсировать неточность главного зеркала. Благодаря тому, что все приборы, которые были установленные, имеют встроенные системы коррекции дефекта, COSTAR демонтировали, а отсек стали использовать для установки ультрафиолетового спектрографа.

На момент отправки аппарата в космос, на нем были установлены следующие приборы:

  1. Планетарная и широкоугольная камеры;
  2. Спектрограф высокого разрешения;
  3. Камера съемки и спектрограф тусклых объектов;
  4. Датчик точного наведения;
  5. Высокоскоростной фотометр.

Достижения телескопа

За все время своей работы Хаббл передал на Землю около двадцати терабайтов информации. В результате чего, были опубликованы около четырех тысяч статей, возможность наблюдать небесные тела получили более трехсот девяноста тысяч астрономов. Только за пятнадцать лет работы телескопу удалось получить семьсот тысяч изображений планет, всевозможных галактик, туманностей и звезд. Данные, которые ежедневно проходят через телескоп в процессе работы составляют примерно 15 Гб.

Несмотря на все достижения этого оборудования обслуживание, содержание и ремонт телескопа в 100 раз превышает стоимость содержания его «наземного коллеги». Правительства США задумывается об отказе от использования данного аппарата, но пока он на орбите и исправно работает. Есть предположение, что данная обсерватория будет располагаться на орбите до 2014 года, затем ее заменит космический собрат «Джеймс Вебб».

comments powered by HyperComments

Источник: SpaceGid.com

Hubble history: From major flaw to perfection

When Galileo first turned a spyglass to the heavens in 1610, he had trouble making out the rings of Saturn that are visible in inexpensive telescopes today. Advances in optics improved scientists’ views of the planets, stars, and distant galaxies, but Earth’s atmosphere still blocked much of the light for observers on the ground. Larger telescopes were (and still are) placed on high mountains, where thinner atmospheres allow clearer pictures.

Hubble space telescope

(Image credit: NASA)

 

In 1923, German scientist Hermann Oberth first suggested that a telescope could be launched into orbit to help overcome the distortions caused by the atmosphere. As rocket launchings became more commonplace, the idea became feasible, and in 1969, approval was given for the launch of a Large Space Telescope. But its development took longer than preparing for a trip to the moon.

In 1975, the European Space Agency began to work with NASA on the plan that would eventually become Hubble. Congress approved funding for the telescope in 1977. The birth of the reusable Space Shuttle provided a new mechanism for delivering such a telescope into space.

The Large Space Telescope was renamed the Hubble (HST) in honor of Edwin Hubble, an American astronomer who, among other things, determined that the universe extended beyond the borders of Milky Way. The world’s first space telescope was then launched on April 24, 1990. The effort cost $1.5 billion, but there would be ongoing costs — both expected and unexpected.

Initial instruments on Hubble included the Wide Field Planetary Camera, the Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), the Faint Object Camera (FOC), the Faint Object Spectrograph (FOS) and the High Speed Photometer. Butthere was a big problem right off the bat. Hubble had a flawed mirror, researchers learned when the telescope reached orbit and was put to work. The images were fuzzy — close to useless. Hubble’s main mirror had a major defect, a spherical aberration caused by a manufacturing error. The flaw was just 1/50th the thickness of a sheet of paper.

It took three years before NASA could mount a repair mission. On Dec. 2, 1993, the Space Shuttle Endeavor ferried a crew of seven to fix Hubble during five days of spacewalks. Two new cameras, including the Wide-Field Planetary Camera 2 (WFPC-2) — which later took many of Hubble’s most famous photos — were installed during the fix. In December 1993, the first new images from Hubble reached Earth. And they were breathtaking.

Hubble facts

The Hubble is a joint project between NASA and the European Space Agency. Here are some basic facts about the telescope and the mission, courtesy the Space Telescope Science Institute (STScI), which operates Hubble for NASA:

Telescope size

  • Length: 43.5 feet (13.2 meters)
  • Weight: 24,500 lbs. (11,110 kilograms)
  • Maximum diameter: 14 feet (4.2 m)

Mission facts

  • Launch: April 24, 1990, from space shuttle Discovery (STS-31)
  • Deployment: April 25, 1990
  • Servicing Mission 1: December 1993
  • Servicing Mission 2: February 1997
  • Servicing Mission 3A: December 1999
  • Servicing Mission 3B: February 2002
  • Servicing Mission 4: May 2009

Spaceflight stats

  • Orbit: Average altitude of 307 nautical miles (569 km, or 353 miles), inclined 28.5 degrees to the equator.
  • Time to complete one orbit: 97 minutes
  • Speed: 17,500 mph (28,000 km/h)

Data

Hubble transmits about 120 gigabytes of science data every week. That would be roughly 3,600 feet (1,097 meters) of books on a shelf. The collection of pictures and data is stored on magneto-optical disks.

Power

  • Energy source: the sun
  • Mechanism: Two 25-foot solar panels
  • Power usage: 2,800 watts
  • Batteries: 6 nickel-hydrogen (NiH), with a storage capacity equal to 20 car batteries

Optics

  • Primary mirror diameter: 94.5 in (2.4 m)
  • Primary mirror weight: 1,825 lb (828 kg)
  • Secondary mirror diameter: 12 in (0.3 m)
  • Secondary mirror weight: 27.4 lb (12.3 kg)

Servicing missions

Hubble has been serviced five times. These are the highlights of each servicing mission: 

  • Servicing Mission 1 — STS-61, December 1993: A corrective optics package was installed, and the Wide Field Planetary Camera was replaced with the Wide Field and Planetary Camera 2 (including an internal optical correction system.) The computers were upgraded. The astronauts also replaced solar arrays, gyroscopes, magnetometers, computers and other equipment. 
  • Servicing Mission 2 — STS-82, February 1997: Among other tasks, astronauts installed the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) and the Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), replacing the GHRS and the FOS. An unexpected problem with NICMOS shortened its expected lifespan to only 2 years, less than half of initial projections.
  • Servicing Mission 3A — STS-103, December 1999: The third servicing mission was divided into two parts after three of the six gyroscopes (pointing devices) failed on Hubble. Just a few weeks before 3A lifted off, a fourth gyroscope failed and left the telescope unable to point in the right direction for observations. 3A replaced all the gyroscopes, a fine guidance sensor and the computer, among other tasks. The mission put Hubble back in service shortly after the repairs were completed.
  • Servicing Mission 3B — STS-109, March 2002: This mission installed the Advanced Camera for Surveys (replacing the FOC), repaired NICMOS and replaced the solar arrays.
  • Servicing Mission 4: Servicing Mission 4 — STS-125, May 2009: This mission was at first scheduled for February 2005, but NASA canceled it after the Columbia shuttle was damaged during launch and broke up during re-entry in 2003, killing seven astronauts. Hubble is in a different orbit than the International Space Station. Should a shuttle be damaged upon liftoff, there was no safe haven for astronauts to retreat to in case of emergency. However, following outcry from Congress, the scientific community and the public, the Hubble mission was reinstated and scheduled for 2008. When one of Hubble’s data-handling units failed, the mission was pushed back to 2009 to include a replacement part for that, too. The astronauts on Mission 4 repaired or replaced several systems and installed two new instruments: Wide Field Camera 3 and the Cosmic Origins Spectrograph.

Hubble discoveries

Hubble’s elevated perspective and advanced optics allow it to peer farther away than previous ground-based optics are able to see. Because light takes time to travel long distances, the range of the HST makes it function similar to a time machine; the light it views from remote objects only reveals how that object appeared when the light left it, not how it appears today. Thus when we look at the Andromeda galaxy, 2.5 million light-years from Earth, we see it as it was 2.5 million years ago.

This image shows primordial dwarf galaxy candidates circled in green. Three enlargements at right show several dwarf objects that are at the limits of Hubble's present instrument capabilities. The Hubble UDF is a small region of sky in the direction of the southern constellation Fornax. The faintest objects are less than one four-billionth the brightness of stars that can be seen with the naked eye.

This image shows primordial dwarf galaxy candidates circled in green. Three enlargements at right show several dwarf objects that are at the limits of Hubble’s present instrument capabilities. The Hubble UDF is a small region of sky in the direction of the southern constellation Fornax. The faintest objects are less than one four-billionth the brightness of stars that can be seen with the naked eye. (Image credit: NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona State University) and H. Yan (Spitzer Science Center, Caltech))

 

And with Hubble, distant objects are revealed that otherwise can’t be seen at all.

When astronomers pointed the HST to a seemingly empty patch of sky in Ursa Major in 1995, for instance, they captured an image of over 3,000 galaxies too distant to be detected by other telescopes. (This was later called the Hubble Deep Field). Some of the galaxies were so young, they had not yet begun serious star formation. Other deep field observations in the same area were performed, peering deeper into space each time. These were called the Hubble Ultra-Deep Field (released in 2004) and the Hubble eXtreme Deep Field (released in 2012). 

In addition to gazing at the early universe, Hubble also helped astronomers gauge how much time had passed since the Big Bang. By measuring a special kind of pulsing star known as a Cepheid variable, they were able to narrow down the age of the universe from its pre-HST range of 10 to 20 billion years to a more precise 13.7 billion years.

Hubble also examines individual stars in various stages of their evolution – from the clouds of dust that form infant stars to the corpses of those long since detonated, and those in between. It has even been able to peer outside of our galaxy, the Milky Way, and into its neighbors, the Magellanic Clouds and Andromeda Galaxy.

More challenging to see than stars are planets orbiting other suns. Yet in 2008, Hubble captured pictures of the planet Fomalhaut b, the first time an extrasolar planet was directly imaged in visible light. But most planets are more challenging to photograph. Much of the HST’s work with other planets comes through the detection of their atmosphere as they pass in front of their sun; the atmosphere filters the light from the stars, and the Hubble records the changes.

Hubble may spend much of its time peering light-years from Earth, but on occasion it takes the time to photograph the planets traveling around our sun. High resolution images taken of Jupiter, Saturn, and even Pluto can provide insights that can only be topped by planetary probes circling the planets. Images from the HST allows scientists on Earth to monitor changes in the planet’s atmosphere and surface. When the comet Shoemaker-Levy crashed into the Jupiter in 1994, Hubble photographed the fatal collision. The aftermath revealed a great deal about the gas giant’s atmosphere.

Further, Hubble has seen what appears to be water plumes erupting from the moon Europa, a moon of Jupiter. The telescope made an initial observation in March 2014 and then saw a follow-up candidate plume in the same location in February 2016.

In orbit for more than two decades, Hubble has provided scientists with a greater understanding of the planets, galaxy, and the whole universe. Among the Most Amazing Hubble Discoveries and research projects:

  • Creating a 3-D map of mysterious dark matter.
  • Discovering Nix and Hydra, two moons of Pluto.
  • Helping determine the rate of the universe’s expansion.
  • Discovering that nearly every major galaxy is anchored by a black hole.
  • Helping refine the age of the universe.

Recent Hubble discoveries

Here are some additional highlights of Hubble’s discoveries for the past five years:

  • 2013: Performed several observations of the spectacular Comet ISON before the comet broke up near the sun around Thanksgiving, examined an explosion on a distant star, discovered a new moon around Neptune and revealed details about the Milky Way’s history based on images of 400 galaxies in various stages of evolution.
  • 2014: Watched asteroid P/2013 R3 falling apart; observed a rare, close supernova called SN 2014J; found an extremely distant «cosmic magnifying glass»; and released an image – called the Ultraviolet Coverage of the Hubble Ultra Deep Field – that showed the universe’s evolution. 
  • 2015: Made fresh observations of the «Pillars of Creation» to see how they changed over time, captured the sharpest view ever of the Andromeda Galaxy, performed the best 3-D view of the deep universe, and observed a dark vortex on the planet Neptune. The year 2015 was also Hubble’s 25th anniversary in space.
  • 2016: Made close-up observations of Comet 252P/LINEAR), spotted the farthest galaxy then known, and showed that the universe likely has 10 times the number of galaxiespreviously thought to have existed. 
  • 2017: Found a stratosphere on a huge exoplanet, spotted ultrabright galaxies, watched the farthest known active comet, and accidentally discovered several asteroids when they snuck into observations of a galaxy cluster. 

Источник: www.space.com


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.