Hubble-avaruusteleskooppi se oli työkalu, joka muutti lopullisesti tapaa, jolla me ihmiset voimme tarkkailla ulkoavaruutta.
Sitä pidettiin aikanaan suurimpana ja herkimpänä kaukoputkena, joka on koskaan rakennettu, ja se kykenisi saavuttamaan valtavasti edistystä galaksissamme ja sen ulkopuolella olevien kohteiden havainnoissa.
Hubble-teleskooppi laukaistiin kiertoradalle 24. huhtikuuta 1990 NASAn ja NASAn ennennäkemättömän yhteisen ponnistelun ansiosta. Euroopan avaruusjärjestö. Hubble olisi ensimmäinen useista planeettamme tällä hetkellä kiertävistä avaruusteleskoopeista, jotka ovat onnistuneet ottamaan satoja tuhansia kuvia avaruusobjekteista todella hämmästyttävän yksityiskohtaisesti.
Hubble-teleskooppi nimettiin nykyajan tähtitieteellisessä tutkimuksessa mittaamattoman arvonsa vuoksi Edwin hubble, yksi XNUMX-luvun tärkeimmistä tähtitieteilijöistä, tunnustettu avaruuselementtien löytämisestä Linnunradan ulkopuolelta, mukaan lukien Andromedan galaksi, satoja tähtiä, sumuja ja asteroideja.
Jos olet tähtitieteellisen havainnon ystävä, et halua missata tätä artikkelia, jossa puhumme kaikesta, mitä sinun tulee tietää Hubble-teleskoopista, ja näytämme sinulle myös parhaat kuvat sen löydöistä.
Hubble-teleskooppi on mahdollistanut kiehtovimpien sumujen, kuten Pistolisumun, Kotkasumun ja Sombrero-sumun, tarkkailun läheltä. Älä missaa erikoistunutta artikkeliamme aiheesta Sumut ja niiden suhde uusien tähtien syntymiseen.
Mikä on Hubble-teleskooppi?
Hubble on pitkän kantaman avaruusteleskooppi eli avaruushavaintolaite, joka on asetettu Maan kiertoradalle noin 600 kilometriä merenpinnan yläpuolelle.
Hubble oli ensimmäinen askel avaruushavaintosuunnitelmassa Upeita observatorioita, NASA-ohjelma, joka lopulta sijoittaisi neljä nykypäivän tehokkainta avaruusteleskooppia Maan ilmakehän ulkopuolelle: Hubble, Gamma-Ray Space Observatory, Chandra X-Ray Telescope ja Spitzer-avaruusteleskooppi.
Hubble-teleskooppi sijaitsee varjopeiton alla, jonka maa projisoi, nauttiakseen ihanteellisista olosuhteista, joissa se voi vastaanottaa miljoonien esineiden valoa galaksissamme ja sen ulkopuolella helpommin (mitä ei voida saavuttaa La Landista).
Toisaalta, koska se on Maan ilmakehän ulkopuolella, kaukoputken linssiin eivät vaikuta planeettamme lähettämien sähkömagneettisten aaltojen aiheuttamat ilmakehän turbulenssimme vaihtelut, jotka voivat vaikuttaa gammasädesäteilyn ja röntgensäteiden sieppaamiseen ja käsittelyyn. kaukaisten tähtien tuottamat, erityisesti infrapunaspektrissä katsottuna.
Lopuksi avaruusteleskoopin linssi on vapautettu myös Maan ilmakehään liittyvistä meteorologisista rajoituksista, kuten sisätilojen valonsaasteet ja pilvien muodostuminen.
Missä Hubble-teleskooppi on?
Hubble on tällä hetkellä geosentrisellä kiertoradalla, keskimäärin 547 km merenpinnan yläpuolella.
Hubble-teleskooppi ei ole staattinen kiertoratapisteessä, päinvastoin, se liikkuu keskimäärin noin 7 km/s nopeudella paikantaakseen itsensä aina Maan varjon peittämiin kiertoradan pisteisiin, joista se voi Ota kuvia ilman valosaastetta.
Hubble-teleskoopin tekniset ominaisuudet
Hubble-avaruusteleskooppi on todellinen teleskooppijättiläinen. Sen runko on 13.24 metriä pitkä ja halkaisija 4 metriä paksuimmasta kohdastaan. Hubblen kokonaispaino kaikkine lisälaitteineen on hämmästyttävät 11.000 XNUMX kiloa.
Siinä on valtava linssi, jossa on kaksi peiliä, joista toinen on halkaisijaltaan 2 metriä ja toinen 4. Teleskoopin linssi pystyy ottamaan optisella tarkennuksella kuvia miljoonien kilometrien päässä. Lisäksi se pystyy ottamaan kuvia 0.04 kaarisekunnin optisella resoluutiolla.
Optisella resoluutiolla tarkoitetaan teleskoopin linssin kykyä erottaa eri kohteet samassa kuvassa, jotka voivat hämmentyä valovuosien päähän kulkeutuneen valon diffraktiovaikutuksesta.
Tehokkaan linssin lisäksi Hubble-teleskooppi on varustettu erilaisilla erikoisinstrumenteilla, jotka pystyvät skannaamaan tilaa sähkömagneettisten tai radioaktiivisten jälkien varalta.
Kuinka Hubble-teleskooppi toimii?
Pääinstrumentit:
Moniobjekti-infrapunakamera ja -spektrometri (NICMOS)
Se asennettiin teleskooppiin Hubblen huoltotehtävän aikana vuonna 1997, ja se on suunniteltu kuvaamaan lähi-infrapuna-avaruusspektri (useita valovuosia).
Tämä laitteisto pystyy sitä vastoin sieppaamaan ionisoituneiden hiukkasten energeettiset päästöt pääasiassa kaasumaisissa tähdissä ja emissiosumuissa.
Yksi ensimmäisistä löydöistä, jotka tehtiin kiitos NICMOS Hubble-teleskooppi, oli aseen sumu, kosmisen kaasun ylikertymä, joka ympäröi tähteä Ase, sininen hyperjättitähti, epäilemättä yksi kirkkaimmista galaksissamme.
Myöhemmin spektrometrin dataprosessoria muokattiin kuvien saamiseksi, jotka mahdollistivat neljän yli 4 valovuoden päässä järjestelmästämme löydettyjen eksoplaneettojen ilmakehän tutkimisen samanlaisissa olosuhteissa kuin Maan.
Advanced Camera for Space Surveys (ACS)
ACS oli päivitys, joka tehtiin teleskooppiin huoltotehtävän 3B aikana maaliskuussa 2002. Itse asiassa Advanced Camera for Space Survey oli laite, joka syrjäytti alkuperäisen instrumentin vuodelta 1990: Faint Object Camera (FOC).
Vaikka ACS on tällä hetkellä osittain pois käytöstä, siitä tuli nopeasti Hubblen tärkein tarkkailijaryhmä hämmästyttävän monipuolisuutensa ansiosta.
Ensinnäkin siinä on useita itsenäisiä ilmaisimia, jotka kattavat avaruuden sähkömagneettisen spektrin kaikki sektorit, joten se voi ottaa kuvia ultravioletti- ja infrapunakontrastilla samanaikaisesti.
Siinä on myös suuri kvanttitehokkuuden tunnistusalue ja erilaisia suodattimia, joiden avulla voit vangita erilaisia hyvin kaukana olevia avaruuskohteita, kuten sumuja, komeettoja, asteroideja, planeettoja ja kaikenlaisia tähtiä.
ACS on ollut luultavasti historian tärkein avaruushavaintoobjekti. Sen erittäin korkean herkkyyden ansiosta olemme saaneet universumista kuvia, joita aiemmin pidettiin mahdottomina, mukaan lukien Hubble Ultra Deep Field.
Valokuva, joka on otettu universumin "syntyessä", koska linssi kykeni vangitsemaan jälkiä valosta, joka on vanhempi kuin mikään ennätys, joka säteili 13.000 XNUMX miljoonaa vuotta sitten. Tämän valokuvan ansiosta olemme voineet laskea universumin syntymisajan.
Laajakulmakamera 3 (WFC3)
WFC3-kamera korvasi WFC2-tiimin, joka saavutti käyttöikänsä Hubblessa vuonna 2008.
WFC3-kamera paransi huomattavasti Hubblen kykyä kaapata kuvia näkyvällä spektrillä sen UV-tunnistusanturien ansiosta, jotka voivat tuottaa värikuvia 2048 x 4096 pikselin resoluutiolla.
Wide Angle 3:n asentamisen jälkeen Hubbleen yksityiskohtien laatu on parantunut huomattavasti tärkeissä kaappauksissa, kuten uuden tähden synty Carina-sumussa vuonna 2012.
Otettu kuva näyttää tarkan kosmisten kaasuhiukkasten hyperkondensoitumisen hetken, kunnes ne ovat tarpeeksi tiheitä muodostamaan tähden.
Cosmic Origins Spectrograph (COS)
Yksi viimeisimmistä Hubblen päivityksistä tapahtui vuonna 2009 B4-huoltotehtävän aikana, kun NASA asensi COS:n teleskooppiin.
COS on suunniteltu spektrografiaan avaruuden ultraviolettialueella. Tämä instrumentti pystyy havaitsemaan sähkömagneettisen säteilyn jälkiä erittäin herkästi, minkä vuoksi se on tuottanut paljon tietoa uusien laajamittaisten galaksien ja sumujen muodostumisprosessista.
COS on auttanut vastaamaan joihinkin modernin tähtitieteen tärkeimpiin kysymyksiin, kuten:
- Miten galaksien muodostumisprosessi on?
- Havaintoja erityyppisistä galaksien haloista
- Kuinka tähdet muodostuvat kosmisten kaasujen kerääntymisestä?
- Tutki aurinkokuntamme sisällä ja ulkopuolella olevien planeettojen ilmakehyksiä.
- Kosmisen tapahtumien, kuten supernovien, kemiallisen koostumuksen tutkimus
5 löytöä Hubble Telescope Photosin ansiosta
Tiedeyhteisö 90-luvulla tiesi erittäin hyvin, että Hubble-avaruusteleskoopin laukaisu muuttaisi täysin ja ikuisesti tähtitieteellisen havainnon säännöt, mutta se, mitä he eivät tienneet, oli niiden löytöjen laajuus, jotka he saavuttaisivat sen voiman ansiosta. linssi.
Korkean resoluution ansiosta hubble-teleskooppikuvia, olemme voineet ymmärtää universaalia mekaniikkaa enemmän kuin koskaan ennen ja havainnoida joitain maailmankaikkeuden uskomattomimmista luonnonilmiöistä; kuin tähtien kuolema.
Tässä on 5 tieteellistä löytöä, jotka on saavutettu Hubble-teleskoopin kuvien ansiosta
Mustat aukot ja kosminen murha
Vaikka mustien aukkojen olemassaoloa oli ehdotettu 1990-luvun puolivälistä lähtien, pystyimme todistamaan sen vasta vuoden XNUMX jälkeen Hubble-avaruusteleskoopin laukaisun ansiosta.
Koska ne absorboivat valoa ympäristöstään, mustia aukkoja on käytännössä mahdoton havaita kaukoputkilla maan päällä, joten Hubble havaitsi ensimmäiset todella selkeät kuvat mustasta aukosta.
Tämä johtuu siitä, että kaukoputken linssi pystyy sieppaamaan säteilypäästöt, jotka aiheutuvat mustien aukkojen voimakkaan painovoimakeskuksen ympärille kasautuvien ionisoitujen kaasujen kerääntymisestä.
Itse asiassa hänen vuosien havainnointinsa perusteella opimme, että useimpia spiraaligalakseja hallitsevat supermassiiviset mustat aukot niiden keskuksissa. Meidän tapauksessamme Linnunrata pyörii valtavan supermassiivisen mustan aukon ympärillä Jousimies a.
Lopuksi Hubble-teleskoopin kuvilla on onnistuttu vangitsemaan yksityiskohtaisesti yksi mielenkiintoisimmista mustien aukkojen mekaniikkaan liittyvistä kosmisista tapahtumista: musta aukko, joka nielee neutronitähden. Tapahtuma, jonka tähtitieteilijät ovat kutsuneet kosminen murha.
Kosmisen inflaation mallin vahvistus
Tutkimus kosmisista ilmiöistä, joita voidaan havaita vain kaukoputkella, kuten Hubblella, on antanut tiedeyhteisölle mahdollisuuden saada todisteita siitä, mikä vuosia sitten oli vain teoria: universumimme laajenee jatkuvasti.
Toistuva supernovahavainto, kuten kuvassa, on osoittanut, että ne ovat yhä kauempana planeettamme, mikä tarkoittaa, että maailmankaikkeus ei ole lakannut laajentumasta 13.000 XNUMX miljoonaa vuotta sitten tapahtuneen alkuräjähdyksen jälkeen.
Sattumalta ensimmäinen henkilö, joka ehdotti teorian siitä, että kaikki galaktiset elementit liikkuvat jatkuvasti pois toisistaan aika-avaruuskentän laajenemisen vuoksi, oli Edwin Hubble, joka tunnetaan nykyään nimellä Hubblen teoria.
On huomattava yhteensattuma, että ensimmäiset havainnot pystyvät varmistamaan Hubblen teoria on kerätty kaukoputkella, joka myös kantaa hänen nimeään.
pimeän aineen olemassaolo
Jos puhumme pimeästä aineesta erittäin laajasti, joutuisimme mutaiseen maahan, koska tämä on tällä hetkellä yksi eniten keskustelunaiheista tähtitieteessä ja totuus on, että siitä on hyvin vähän tietoa sen luonteen tai tarkoituksen ymmärtämiseksi universumissa. tilaa.
Oletus väärinymmärretyn hiukkasen olemassaolosta, joka välttyi havainnoista koko sähkömagneettisen spektrin alueella, ei ole uusi. Itse asiassa termi "pimeä aine" Sen loi vuonna 1933 sveitsiläinen astrofyysikko Fritz Zwicky.
Hubble-teleskoopin valokuvien ansiosta salaperäisen pimeän aineen hiukkasen olemassaolo voitiin kuitenkin vihdoin varmistua, sillä sen ultraherkkä linssi onnistui havaitsemaan valopäästöjen hienovaraiset muodonmuutokset avaruuden näkyvässä spektrissä.
Visuaalinen efekti, joka muistuttaa valon vääntymistä sen törmääessä aineen hiukkasiin. Tämä kosminen vaikutus tunnetaan nimellä gravitaatiolinssi.
Pimeän aineen uskotaan toimivan "näkymättömänä" kudoksena, joka pystyy pitämään yhdessä kosmisia osia, joita hiukkasten gravitaatiokentät eivät hallitse.
Esimerkiksi ajatellaan, että galaktinen megaklusteri Abell 2029, joka kokoaa yhteen tuhansia galakseja useiden miljoonien valovuosien alueella, on "kääritty" pimeän aineen päällysteeseen, joka pitää sen koossa. Tämä teoria voidaan vahvistaa tarkastelemalla gravitaatiolinssien aiheuttamia valon vääristymiä tarkasteltaessa Abell 2029 -tapahtumaa.
Katsaus maailmankaikkeuden alkuperään
Todennäköisesti tärkein Hubble-teleskoopin linssin tekemä löydös on kuva, jonka tunnemme nykyään nimellä hubble erittäin syvä avaruus
Tämä kiistanalainen kuva on otettu historian vanhimman näkyvän valon polun jälkeen. Kuvan valoprojektio säteilivät sadat miljoonat tähdet yli 13.000 miljardia vuotta sitten, universumin laajenemisvaiheessa alkuräjähdyksen jälkeen.
Tämän kuvan saavuttamiseksi käytettiin kaikkia Hubble-teleskoopin visualisointilaitteita tarkoituksena kerätä visuaalista tietoa sähkömagneettisen spektrin kaikista muuttujista.
Erittäin syvä kenttä on ikään kuin Hubble voisi saada meidät katsomaan menneisyyteen ja havaitsemaan valopäästöt galakseista, jotka ovat syntyneet luomisen alkuvaiheessa, 600–800 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen.
Tämä kuva auttoi suuresti ymmärtämään paremmin galaksien ja tähtien muodostumisprosessia aineen jäähtymisen jälkeen.
Luomisen pylväiden löytäminen
Hubble on löytänyt satoja mielenkiintoisia kosmisia esineitä, mutta harvat niistä ovat herättäneet yhtä paljon huomiota kuin "luomisen pilarit", jotka ovat osa H II -alueeksi luetteloitua päästösumua.
Luomisen pilarit on kosminen esine, joka on löydetty eräästä Kotkasumun osasta (Hubble löysi myös sen), mutta mielenkiintoista tällä H II -alueella on uusien tähtien syntymisen uskomaton määrä, joka johtuu valtavasta määrästä. kosmisissa kaasuissa esiintyvistä vetyhiukkasista.
Kuvassa näkyvästä kolmesta tiheän kaasun pylväästä suurimman leveys on yhteensä 9.5 valovuotta, mikä tekee siitä todella valtavan. Uskotaan, että tällä alueella asuu yli 8500 tähteä, mikä tekisi siitä kosmisen alueen, jolla on suurin avaruudessa tunnetuista tähdistä.
Jatkuvat havainnot luomisen pilareita Ne ovat mahdollistaneet paremman ymmärryksen materiaalin kierrätysjärjestelmästä, joka tapahtuu avaruudessa, kun supernovat karkottavat hiukkasia, jotka sitten tiivistyvät kosmisiin kaasupilviin niiden gravitaatiokenttien vaikutuksesta, missä niistä tulee osa uusia taivaankappaleita.