Nauka o astronomia zajmuje się przedmiotami i wydarzeniami we wszechświecie. To waha się od gwiazdy i planety do galaktyki, Ciemna materia, i ciemna energia. Historia astronomii jest pełna opowieści o odkryciach i eksploracjach, poczynając od najwcześniejszych ludzi, którzy spoglądali w niebo i trwając przez wieki aż do chwili obecnej. Dzisiejsi astronomowie używają złożonych i wyrafinowanych maszyn i oprogramowania, aby dowiedzieć się wszystkiego od formowanie się planet i gwiazd do zderzeń galaktyk oraz formowanie pierwszych gwiazd i planety. Rzućmy okiem na tylko kilka z wielu przedmiotów i wydarzeń, które badają.
Zdecydowanie jednymi z najbardziej ekscytujących odkryć astronomicznych są planety wokół innych gwiazd. To się nazywa egzoplanetyi wydają się tworzyć w trzech „smakach”: ziemian (skalistych), gazowych gigantów i gazowych „karłów”. Skąd astronomowie to wiedzą? Misja Keplera polegająca na poszukiwaniu planet wokół innych gwiazd odkryła tysiące kandydatów na planety w pobliskiej części naszej galaktyki. Po znalezieniu obserwatorzy kontynuują badanie tych kandydatów za pomocą innych teleskopów naziemnych lub naziemnych i specjalistycznych instrumentów zwanych spektroskopami.
Kepler znajduje egzoplanety, szukając gwiazdy, która ściemnia się, gdy planeta przechodzi przed nią z naszego punktu widzenia. To mówi nam o wielkości planety na podstawie tego, ile światła gwiazd blokuje. Aby określić skład planety, musimy znać jej masę, aby można było obliczyć jej gęstość. Skalista planeta będzie znacznie gęstsza niż gazowy gigant. Niestety, im mniejsza planeta, tym trudniej jest zmierzyć jej masę, szczególnie w przypadku słabych i odległych gwiazd zbadanych przez Keplera.
Astronomowie mierzyli ilość pierwiastków cięższych od wodoru i helu, które astronomowie wspólnie nazywają metalami, w gwiazdach z kandydatami na egzoplanetę. Ponieważ gwiazda i jej planety powstają z tego samego dysku materiału, metaliczność gwiazdy odzwierciedla skład dysku protoplanetarnego. Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, astronomowie wpadli na pomysł trzech „podstawowych typów” planet.
Dwa światy krążące wokół gwiazdy Kepler-56 są przeznaczone na gwiezdną zagładę. Astronomowie badający Keplera 56b i Keplera 56c odkryli, że za około 130 do 156 milionów lat planety te zostaną pochłonięte przez swoją gwiazdę. Dlaczego tak się stanie? Kepler-56 staje się czerwona olbrzym gwiazda. W miarę starzenia się, rozdęła się do około czterokrotnie większego rozmiaru Słońca. Ta ekspansja na starość będzie kontynuowana, a ostatecznie gwiazda pochłonie dwie planety. Trzecia planeta krążąca wokół tej gwiazdy przetrwa. Pozostałe dwie zostaną rozgrzane, rozciągnięte przez siłę grawitacji gwiazdy, a ich atmosfera się zagotuje. Jeśli uważasz, że to brzmi obco, pamiętaj: nasze wewnętrzne światy Układ Słoneczny spotka ten sam los za kilka miliardów lat. System Kepler-56 pokazuje nam los naszej planety w odległej przyszłości!
W dalekim wszechświecie astronomowie obserwują cztery osoby gromady galaktyk zderzają się ze sobą. Oprócz mieszających się gwiazd, akcja uwalnia także ogromne ilości promieniowania rentgenowskiego i radiowego. Orbitujący wokół Ziemi Kosmiczny teleskop Hubble (HST) i Obserwatorium Chandra, razem z Very Large Array (VLA) w Nowym Meksyku badali tę kosmiczną scenę kolizji, aby pomóc astronomom zrozumieć mechanikę tego, co dzieje się, gdy gromady galaktyk zderzają się ze sobą.
The HST obraz stanowi tło tego złożonego obrazu. Emisja promieniowania rentgenowskiego wykryta przez Chandra ma kolor niebieski, a emisja radiowa widziana przez VLA jest czerwona. Promienie X śledzą istnienie gorącego, lekkiego gazu, który przenika region zawierający gromady galaktyk. Duża, dziwnie ukształtowana czerwona cecha w środku prawdopodobnie jest regionem, w którym wstrząsy spowodowane przez zderzenia przyspieszają cząsteczki, które następnie oddziałują z polami magnetycznymi i emitują radio fale. Prosty, wydłużony obiekt emitujący fale radiowe jest galaktyką pierwszego planu, której centralna czarna dziura przyspiesza strumienie cząstek w dwóch kierunkach. Czerwony obiekt w lewym dolnym rogu to galaktyka radiowa, która prawdopodobnie wpada do gromady.
Tam jest galaktyka, niedaleko Drogi Mlecznej (30 milionów lat świetlnych, tuż obok w kosmicznej odległości) o nazwie M51. Być może słyszałeś, że nazywa się to Whirlpool. Jest to spirala podobna do naszej własnej galaktyki. Różni się od Drogi Mlecznej tym, że zderza się z mniejszym towarzyszem. Działanie fuzji wyzwala fale formowania się gwiazd.
Aby lepiej zrozumieć regiony gwiazdotwórcze, czarne dziury i inne fascynujące miejsca, astronomowie wykorzystali Obserwatorium rentgenowskie Chandra aby zebrać emisje rentgenowskie pochodzące z M51. Ten obraz pokazuje, co widzieli. Jest to złożony obraz w świetle widzialnym pokryty danymi rentgenowskimi (w kolorze fioletowym). Większość źródeł promieniowania rentgenowskiego to Chandra Piła to binaria rentgenowskie (XRB). Są to pary obiektów, w których zwarta gwiazda, taka jak gwiazda neutronowa lub, rzadziej, czarna dziura, wychwytuje materiał z orbitującej gwiazdy towarzyszącej. Materiał jest przyspieszany przez intensywne pole grawitacyjne gwiazdy kompaktowej i podgrzewany do milionów stopni. To tworzy jasne źródło promieniowania rentgenowskiego. The Chandra obserwacje ujawniają, że co najmniej dziesięć XRB w M51 jest wystarczająco jasnych, aby pomieścić czarne dziury. W ośmiu z tych systemów czarne dziury prawdopodobnie wychwytują materiał z gwiazd towarzyszących, które są znacznie masywniejsze niż Słońce.
Najbardziej masywna z nowo powstałych gwiazd powstających w odpowiedzi na nadchodzące zderzenia będzie żyła szybko (zaledwie kilka milionów lat), umrze młodo i zapadnie się, tworząc gwiazdy neutronowe lub czarne dziury. Większość XRB zawierających czarne dziury w M51 znajduje się w pobliżu regionów, w których formują się gwiazdy, co pokazuje ich związek z fatalną kolizją galaktyczną.
Wszędzie znajdują astronomowie we wszechświecie galaktyki tak daleko jak mogą. To najnowsze i najbardziej kolorowe spojrzenie na odległy wszechświat, wykonane przez Kosmiczny teleskop Hubble.
Najważniejszy wynik tego wspaniałego zdjęcia, na który składają się ekspozycje wykonane w 2003 i 2012 roku Advanced Camera for Surveys i Wide Field Camera 3 zapewniają brakujące ogniwo gwiazdy tworzenie.
Astronomowie badali wcześniej pole ultra głębokiego pola Hubble'a (HUDF), które obejmuje niewielką część przestrzeni widocznej z konstelacji półkuli południowej Fornax, w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni. Badanie światła ultrafioletowego, w połączeniu ze wszystkimi innymi dostępnymi długościami fal, zapewnia obraz tej części nieba, która zawiera około 10 000 galaktyk. Najstarsze galaktyki na zdjęciu wyglądają tak, jakby wyglądały zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu (wydarzeniu, które rozpoczęło ekspansję przestrzeni i czasu w naszym wszechświecie).
Promieniowanie ultrafioletowe jest tak ważne przy oglądaniu tak daleko, ponieważ pochodzi od najgorętszych, największych i najmłodszych gwiazd. Obserwując przy tych długościach fal, badacze przyglądają się bezpośrednio, które galaktyki tworzą gwiazdy i gdzie gwiazdy powstają w tych galaktykach. Pozwala im również zrozumieć, w jaki sposób galaktyki rosły w czasie, z małych kolekcji gorących młodych gwiazd.