Kosmiczny Teleskop Hubble'a było to narzędzie, które definitywnie zmieniłoby sposób, w jaki my, ludzie, możemy obserwować przestrzeń kosmiczną.
W swoim czasie był uważany za największy i najczulszy teleskop, jaki kiedykolwiek zbudowano i byłby w stanie dokonać kolosalnych postępów w obserwacji obiektów znajdujących się wewnątrz i na zewnątrz naszej galaktyki.
Teleskop Hubble'a został wyniesiony na orbitę 24 kwietnia 1990 roku, dzięki bezprecedensowym wspólnym wysiłkom NASA i Europejska Agencja Kosmiczna. Hubble byłby pierwszym z kilku teleskopów kosmicznych krążących obecnie wokół naszej planety, które zdołały wykonać setki tysięcy zdjęć obiektów kosmicznych z naprawdę niesamowitymi szczegółami.
Ze względu na swoją nieocenioną wartość we współczesnych badaniach astronomicznych teleskop Hubble'a został nazwany na cześć Edwina Hubble'a, jeden z najważniejszych astronomów XX wieku, znany z odkrywania elementów kosmicznych poza Drogą Mleczną, w tym galaktyki Andromedy, setek gwiazd, mgławic i asteroid.
Jeśli jesteś fanem obserwacji astronomicznych, nie będziesz chciał przegapić tego artykułu, w którym mówimy o wszystkim, co musisz wiedzieć o teleskopie Hubble'a, a także pokazujemy najlepsze obrazy jego odkryć.
Teleskop Hubble'a umożliwił dokładne obserwacje najbardziej fascynujących mgławic, takich jak Mgławica Pistolet, Mgławica Orzeł i Mgławica Sombrero. Nie przegap naszego specjalistycznego artykułu na temat Mgławice i ich związek z narodzinami nowych gwiazd.
Czym jest teleskop Hubble'a?
Hubble to teleskop kosmiczny dalekiego zasięgu, czyli urządzenie do obserwacji kosmosu, które zostało umieszczone na orbicie Ziemi, około 600 kilometrów nad poziomem morza.
Hubble był pierwszym krokiem w planie obserwacji kosmosu Wielkie Obserwatoria, program NASA, który w końcu umieścił 4 dzisiejsze najpotężniejsze teleskopy kosmiczne poza ziemską atmosferą: Hubble'a, Kosmiczne Obserwatorium Gamma-Ray, Chandra X-Ray Telescope i Spitzer Space Telescope.
Teleskop Hubble'a znajduje się pod kocem cienia, który rzutuje Ziemia, aby cieszyć się idealnymi warunkami, w których może z większą łatwością odbierać światło milionów obiektów wewnątrz i na zewnątrz naszej galaktyki (coś, czego nie można osiągnąć z La Land).
Z drugiej strony, będąc poza atmosferą ziemską, na soczewkę teleskopu nie mają wpływu zmiany naszych turbulencji atmosferycznych, tworzonych przez fale elektromagnetyczne emitowane przez naszą planetę, które mogą wpływać na wychwytywanie i przetwarzanie promieniowania gamma i rentgenowskiego wytwarzane przez odległe gwiazdy, zwłaszcza patrząc w widmie podczerwonym.
Wreszcie, soczewka teleskopu kosmicznego jest również wolna od ograniczeń meteorologicznych związanych z atmosferą ziemską, takich jak wewnętrzne zanieczyszczenie światłem i gromadzenie się chmur.
Gdzie jest teleskop Hubble'a?
Hubble znajduje się obecnie na orbicie geocentrycznej, na średniej wysokości 547 km nad poziomem morza.
Teleskop Hubble'a nie jest nieruchomy w punkcie orbitalnym, przeciwnie, porusza się ze średnią prędkością około 7 km/s, aby zawsze znajdować się w punktach orbitalnych, które są pokryte cieniem rzucanym przez Ziemię, skąd może Uzyskaj obrazy bez zanieczyszczenia światłem.
Charakterystyka techniczna teleskopu Hubble'a
Kosmiczny Teleskop Hubble'a to prawdziwy gigant teleskopów. Ma korpus o długości 13.24 metra i średnicy 4 metrów w najgrubszym miejscu. Wraz z całym dodatkowym wyposażeniem Hubble waży aż 11.000 XNUMX kilogramów.
Ma kolosalną soczewkę z dwoma lustrami, jedno o średnicy 2 metrów, a drugie 4. Soczewka teleskopu jest w stanie rejestrować z ogniskiem optycznym obrazy oddalone o miliony kilometrów. Ponadto jest w stanie rejestrować obrazy z rozdzielczością optyczną 0.04 sekundy łuku.
Rozdzielczość optyczna odnosi się do zdolności obiektywu teleskopu do oddzielania różnych obiektów na tym samym obrazie, które mogą być mylone przez efekt dyfrakcji światła, które przebyło lata świetlne.
Oprócz potężnego obiektywu, Teleskop Hubble'a jest wyposażony w szereg specjalnych instrumentów, które są w stanie skanować przestrzeń w poszukiwaniu śladów elektromagnetycznych lub radioaktywnych.
Jak działa teleskop Hubble'a?
Główne instrumenty:
Wieloobiektowa kamera na podczerwień i spektrometr (NICMOS)
Został zainstalowany na teleskopie podczas misji serwisowej Hubble'a w 1997 roku i jest przeznaczony do obrazowania widma kosmicznego bliskiej podczerwieni (kilka lat świetlnych).
Sprzęt ten jest w stanie wychwycić, w przeciwieństwie do tego, energetyczne emisje zjonizowanych cząstek, głównie w gwiazdach gazowych oraz w nagromadzeniu mgławic emisyjnych.
Jedno z pierwszych odkryć dokonanych dzięki NICMOS teleskopu Hubble'a, był mgławica pistolet, hiperakumulacja kosmicznego gazu otaczającego gwiazdę Pistolet, niebieska gwiazda hiperolbrzyma, niewątpliwie jedna z najjaśniejszych w naszej galaktyce.
Później procesor danych spektrometru został zmodyfikowany w celu uzyskania obrazów, które umożliwiłyby badanie atmosfery 4 egzoplanet odkrytych ponad 130 lat świetlnych od naszego układu, w warunkach zbliżonych do tych na Ziemi.
Zaawansowana kamera do badań kosmicznych (ACS)
ACS był ulepszeniem teleskopu podczas misji serwisowej 3B w marcu 2002 roku. W rzeczywistości Advanced Camera for Space Survey była sprzętem, który wyparł oryginalny instrument z 1990 roku: kamerę Faint Object Camera (FOC).
Chociaż obecnie częściowo nieczynny, ACS szybko stał się Główny zespół obserwacyjny Hubble'a dzięki jego niesamowitej wszechstronności.
Przede wszystkim posiada kilka niezależnych detektorów, które pokrywają wszystkie sektory kosmicznego widma elektromagnetycznego, dzięki czemu może jednocześnie wykonywać zdjęcia z kontrastem ultrafioletowym i podczerwonym.
Posiada również duży obszar wykrywania wydajności kwantowej i różnorodne filtry, które pozwalają uchwycić różne typy bardzo odległych obiektów kosmicznych, takich jak mgławice, komety, asteroidy, planety i wszelkiego rodzaju gwiazdy.
ACS był jak dotąd prawdopodobnie najważniejszym obiektem obserwacji kosmosu w historii. Dzięki niezwykle wysokiej czułości udało nam się uzyskać obrazy wszechświata, które wcześniej uważano za niemożliwe, w tym m.in Ultragłębokie pole Hubble'a.
Zdjęcie wykonane przy „narodzinach” wszechświata, ponieważ obiektyw był w stanie uchwycić ślad światła starszy niż jakikolwiek zapis, wyemitowany 13.000 XNUMX milionów lat temu. Dzięki tej fotografii byliśmy w stanie obliczyć szacunkowy wiek powstania wszechświata.
Kamera szerokokątna 3 (WFC3)
Kamera WFC3 zastąpiła WFC2, zespół, który osiągnął swoją użyteczną żywotność w Hubble'u na rok 2008.
Kamera WFC3 znacznie poprawiła zdolność Hubble'a do przechwytywania obrazów w zakresie widzialnym, dzięki czujnikom wykrywania UV, które mogą dostarczać kolorowe obrazy o rozdzielczości 2048 x 4096 pikseli.
Od czasu instalacji Wide Angle 3 w Hubble'u jakość szczegółów ważnych ujęć, takich jak narodziny nowej gwiazdy w Mgławicy Carina w 2012 roku, została znacznie poprawiona.
Przechwycony obraz pokazuje dokładny moment hiperkondensacji kosmicznych cząstek gazu, dopóki nie będą wystarczająco gęste, aby uformować gwiazdę.
Spektrograf Kosmicznego Pochodzenia (COS)
Jedna z ostatnich aktualizacji Hubble'a miała miejsce w 2009 roku, podczas misji serwisowej B4, kiedy NASA zainstalowała COS na teleskopie.
COS jest przeznaczony do spektrografii w zakresie ultrafioletowym kosmosu. Instrument ten jest w stanie w bardzo czuły sposób postrzegać ślady promieniowania elektromagnetycznego, dlatego dostarczył wielu informacji dotyczących procesu powstawania nowych, wielkoskalowych galaktyk i mgławic.
COS pomógł odpowiedzieć na niektóre z najważniejszych pytań współczesnej astronomii, takie jak:
- Jak przebiega proces powstawania galaktyk?
- Obserwacja różnych typów halo galaktyk
- Jak gwiazdy powstają z nagromadzeń kosmicznych gazów?
- Badanie atmosfer planet wewnątrz i na zewnątrz naszego Układu Słonecznego.
- Badanie składu chemicznego zdarzeń kosmicznych, takich jak supernowe
5 odkryć dokonanych dzięki zdjęciom z Teleskopu Hubble'a
Społeczność naukowa lat 90-tych bardzo dobrze wiedziała, że wystrzelenie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a całkowicie i na zawsze zmieni zasady obserwacji astronomicznych, ale nie wiedzieli, jaki zakres odkryć zostanie osiągnięty dzięki mocy jego obiektyw.
Dzięki wysokiej rozdzielczości obrazy teleskopu Hubble'a, byliśmy w stanie zrozumieć uniwersalną mechanikę jak nigdy dotąd i zaobserwować niektóre z najbardziej niesamowitych zjawisk naturalnych w naszym wszechświecie; jak śmierć gwiazd.
Oto 5 odkryć naukowych dokonanych dzięki zdjęciom teleskopu Hubble'a
Czarne dziury i kosmiczne zabójstwo
Chociaż istnienie czarnych dziur proponowano od połowy XX wieku, nie byliśmy w stanie tego udowodnić dopiero po 1990 roku, dzięki wystrzeleniu Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.
Ponieważ pochłaniają światło z otoczenia, czarne dziury są praktycznie niemożliwe do wykrycia przez teleskopy na Ziemi, więc to Hubble wykrył pierwsze naprawdę wyraźne obrazy czarnej dziury.
Dzieje się tak, ponieważ soczewka teleskopu jest w stanie wychwycić promieniowanie emitowane przez nagromadzenie zjonizowanych gazów, które gromadzą się wokół potężnego centrum grawitacyjnego czarnych dziur.
W rzeczywistości z jego lat obserwacji dowiedzieliśmy się, że większość galaktyk spiralnych jest zdominowana przez supermasywne czarne dziury w swoich centrach. W naszym przypadku Droga Mleczna krąży wokół ogromnej supermasywnej czarnej dziury zwanej Strzelec
Wreszcie, obrazom z teleskopu Hubble'a udało się szczegółowo uchwycić jedno z najciekawszych kosmicznych zdarzeń związanych z mechaniką czarnych dziur: czarną dziurę pożerającą gwiazdę neutronową. Wydarzenie, które astronomowie nazwali kosmiczne zabójstwo.
Potwierdzenie kosmicznego modelu inflacji
Badanie zjawisk kosmicznych, które mogą być obserwowane tylko przez teleskopy takie jak Hubble, pozwoliło społeczności naukowej uzyskać dowody na to, co jeszcze wiele lat temu było tylko teorią: nasz wszechświat stale się rozszerza.
Powtarzające się obserwacje supernowych, takich jak ta opisana na zdjęciu, pokazały, że są one coraz bardziej odległe od naszej planety, co oznacza, że wszechświat nie przestał się rozszerzać od Wielkiego Wybuchu 13.000 XNUMX milionów lat temu.
Tak się złożyło, że pierwszą osobą, która zaproponowała teorię, zgodnie z którą wszystkie elementy galaktyczne stale oddalają się od siebie z powodu rozszerzania się pola czasoprzestrzeni, był Edwin Hubble, w tym, co jest obecnie znane jako Teoria Hubble'a.
To niezwykły zbieg okoliczności, że pierwsze ustalenia, które mogą zweryfikować Teoria Hubble'a zostały zebrane przez teleskop, który również nosi jego imię.
istnienie ciemnej materii
Jeśli mówimy bardzo szeroko o ciemnej materii, wchodzilibyśmy w błotnisty grunt, ponieważ jest to obecnie jeden z najczęściej dyskutowanych tematów w astronomii, a prawda jest taka, że jest bardzo mało danych na jej temat, aby zrozumieć jej naturę i cel we wszechświecie przestrzeń.
Domniemanie istnienia niezrozumianej cząstki, która umknęła obserwacjom w całym spektrum elektromagnetycznym, nie jest niczym nowym. W rzeczywistości termin „Ciemna materia" Został wymyślony w 1933 roku przez szwajcarskiego astrofizyka Fritza Zwicky'ego.
Jednak to dzięki zdjęciom teleskopu Hubble'a udało się wreszcie potwierdzić istnienie tajemniczej cząstki ciemnej materii, ponieważ jej ultraczuła soczewka zdołała dostrzec subtelne deformacje emisji światła w widzialnym widmie kosmicznym.
Efekt wizualny podobny do wypaczania się światła, gdy zderza się ono z cząsteczkami materii. Ten kosmiczny efekt jest znany jako soczewka grawitacyjna.
Uważa się, że ciemna materia funkcjonuje jako „niewidzialna” tkanka, zdolna do utrzymywania razem kosmicznych części, które nie są regulowane przez pola grawitacyjne cząstek.
Na przykład uważa się, że galaktyczna mega gromada Abell 2029, który skupia tysiące galaktyk w zasięgu kilku milionów lat świetlnych, jest "owinięty" w powłokę ciemnej materii, która utrzymuje je razem. Teorię tę można potwierdzić, patrząc na zniekształcenia światła spowodowane soczewkowaniem grawitacyjnym podczas patrzenia na Abell 2029.
Spojrzenie na początki wszechświata
Prawdopodobnie najważniejszym odkryciem dokonanym przez obiektyw Teleskopu Hubble'a jest obraz, który znamy dzisiaj jako Hubble ultra głęboka przestrzeń
To kontrowersyjne zdjęcie zostało wykonane na podstawie najstarszego widocznego śladu światła. Projekcja światła na zdjęciu została wyemitowana przez setki milionów gwiazd ponad 13.000 miliardów lat temu, podczas etapów ekspansji Wszechświata po Wielkim Wybuchu.
Aby uzyskać ten obraz, wykorzystano wszystkie instrumenty wizualizacyjne Teleskopu Hubble'a, z zamiarem zebrania informacji wizualnych o wszystkich zmiennych widma elektromagnetycznego.
Ultragłębokie pole wygląda tak, jakby Hubble mógł skłonić nas do spojrzenia w przeszłość, dostrzeżenia emisji światła z galaktyk urodzonych we wczesnych stadiach stworzenia, między 600 a 800 lat po Wielkim Wybuchu.
Obraz ten bardzo pomógł lepiej zrozumieć proces powstawania galaktyk i gwiazd po ochłodzeniu materii.
Odkrycie filarów stworzenia
Hubble odkrył setki interesujących obiektów kosmicznych, ale niewiele z nich przyciągnęło tyle uwagi, co „filary stworzenia”, część mgławicy emisyjnej skatalogowanej jako region H II.
Pillars of Creation to kosmiczny obiekt odkryty w segmencie Mgławicy Orzeł (również odkrytej przez Hubble'a), ale to, co jest interesujące w tym regionie H II, to niewiarygodne tempo narodzin nowych gwiazd, które następuje w wyniku ogromnej ilości cząsteczek wodoru obecnych w kosmicznych gazach.
Z trzech widocznych na zdjęciu kolumn gęstego gazu, największa ma łączną średnicę 9.5 lat świetlnych, co czyni ją naprawdę kolosalną. Uważa się, że obszar ten zamieszkuje ponad 8500 gwiazd, co czyniłoby z niego region kosmiczny o największej gęstości populacji gwiazd znanych w kosmosie.
Ciągłe obserwacje do filary stworzenia Pozwoliły lepiej zrozumieć system recyklingu materiałów, który zachodzi w kosmosie, gdy supernowe wyrzucają cząstki, które następnie są skondensowane w obłokach kosmicznego gazu w wyniku działania ich pól grawitacyjnych, gdzie stają się częścią nowych ciał niebieskich.