12 kultowych obrazów z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a

Przez lata na orbicie Kosmiczny Teleskop Hubble'a pokazał światu cudowne kosmiczne cuda, począwszy od widoków planet w naszym Układzie Słonecznym do odległych planet, gwiazd i galaktyk, o ile teleskop może wykryć. Naukowcy nieustannie korzystają z tego orbitującego obserwatorium, aby patrzeć na obiekty w odległości od Układu Słonecznego do granic wszechświata obserwatorium.

Kluczowe wydarzenia: Kosmiczny Teleskop Hubble'a

Eksploracja naszego układu słonecznego za pomocą Kosmiczny teleskop Hubble daje astronomom szansę na uzyskanie wyraźnych, ostrych zdjęć odległych światów i obserwowanie ich zmian w czasie. Na przykład obserwatorium wykonało wiele zdjęć

Od czasu do czasu komety pojawiają się, krążąc wokół Słońca. Hubble jest często używany do robienia zdjęć i danych tych lodowatych obiektów oraz chmur cząstek i pyłu, które wypływają za nimi.

Ta kometa (zwana Kometą Siding Spring, po obserwatorium, którego użyto do jej odkrycia) ma orbitę, która prowadzi ją przez Marsa, zanim zbliży się do Słońca. Teleskop Hubble'a wykorzystano do zrobienia zdjęć wytryskających z komety dżetów, które rozgrzewały się podczas zbliżania się do naszej gwiazdy.

Kosmiczny teleskop Hubble świętowaliśmy 24 lata sukcesu w kwietniu 2014 r. dzięki obrazowi w podczerwieni przedstawiającym urodzoną w gwiazdach szkółkę, która znajduje się w odległości około 6400 lat świetlnych. Chmura gazu i pyłu na obrazie jest częścią większej chmury (mgławica), nazywany Mgławicą Głowa Małpy (astronomowie wymieniają ją jako NGC 2174 lub Sharpless Sh2-252).

Masywne nowonarodzone gwiazdy (po prawej) zapalają się i strzelają do mgławicy. Powoduje to, że gazy świecą, a pył promieniuje ciepło, które jest widoczne dla czułych na podczerwień instrumentów Hubble'a.

Studia regiony narodzin gwiazd taki jak ten i inne dają astronomom lepszy obraz ewolucji gwiazd i ich miejsc narodzin w czasie. W Drodze Mlecznej i innych galaktykach widzianych przez teleskop znajduje się wiele chmur gazu i pyłu. Zrozumienie procesów zachodzących we wszystkich z nich pomaga stworzyć użyteczne modele, które można wykorzystać do zrozumienia takich chmur we wszechświecie. Proces narodzin gwiazd jest taki, że aż do budowy zaawansowanych obserwatoriów, takich jak Kosmiczny teleskop Hubble, Kosmiczny Teleskop Spitzer, oraz nowy zbiór obserwatoriów naziemnych, o których naukowcy niewiele wiedzieli. Dziś zaglądają do żłobków porodowych w całej Galaktyce Drogi Mlecznej i poza nią.

Hubble często spoglądał na Mgławica Oriona wiele razy. Ten rozległy kompleks chmur, który znajduje się w odległości około 1500 lat świetlnych, jest kolejnym ulubionym wśród obserwatorów. Jest widoczny gołym okiem w dobrych, ciemnych warunkach nieba i łatwo widoczny przez lornetkę lub teleskop.

Centralnym obszarem mgławicy jest burzliwa gwiezdna żłobek, w której żyje 3000 gwiazd różnej wielkości i wieku. Hubble też na to spojrzał światło podczerwone, która odkryła wiele gwiazd, których nigdy wcześniej nie widziano, ponieważ były one ukryte w chmurach gazu i pyłu.

Cała historia formowania się gwiazd w Orionie znajduje się w tym jednym polu widzenia: łuki, plamy, filary i pierścienie pyłu, które przypominają dym z cygara, wszystko stanowią część tej historii. Wiatry gwiezdne młodych gwiazd zderzają się z otaczającą mgławicą. Niektóre małe chmury to gwiazdy z układami planetarnymi wokół nich. Gorące młode gwiazdy są jonizujący (energetyzuje) chmury światłem ultrafioletowym, a ich gwiezdne wiatry zdmuchują pył. Niektóre filary chmur w mgławicy mogą ukrywać protogwiazdy i inne młode obiekty gwiezdne. Są tu również dziesiątki brązowych karłów. Są to obiekty zbyt gorące, aby mogły być planetami, ale zbyt chłodne, aby mogły być gwiazdami.

Astronomowie podejrzewają, że nasze Słońce narodziło się w chmurze gazu i pyłu podobnego do tego około 4,5 miliarda lat temu. W pewnym sensie, kiedy patrzymy na Mgławicę Oriona, patrzymy na zdjęcia dziecka naszej gwiazdy.

W 1995, Kosmiczny teleskop Hubble naukowcy opublikowali jeden z najpopularniejszych obrazów, jakie kiedykolwiek powstały w obserwatorium. „Filary Stworzenia„pobudziło wyobraźnię ludzi, ponieważ dawało zbliżenie fascynujących obiektów w regionie narodzin gwiazd.

Ta niesamowita, ciemna struktura jest jednym z filarów obrazu. Jest to kolumna chłodnego gazowego wodoru (dwa atomy wodoru w każdej cząsteczce) zmieszanego z pyłem, regionu, który astronomowie uważają za prawdopodobne miejsce formowania się gwiazd. Istnieją nowo formujące się gwiazdy osadzone w przypominających palce występach rozciągających się ze szczytu mgławicy. Każdy „opuszek palca” jest nieco większy niż nasz własny układ słoneczny.

Ten filar powoli zanika pod niszczącym działaniem światło ultrafioletowe. Gdy znika, odkrywane są małe kulki szczególnie gęstego gazu osadzone w chmurze. Są to „Jaja” - w skrócie „Parujące globulki gazowe”. Tworzące w środku przynajmniej niektóre jaja są zarodkowymi gwiazdami. Mogą one, ale nie muszą, stać się pełnoprawnymi gwiazdami. Dzieje się tak, ponieważ jaja przestają rosnąć, jeśli chmury zostaną zjedzone przez pobliskie gwiazdy. To dławi dopływ gazu, którego potrzebują noworodki.

Niektóre protostary stają się wystarczająco masywne, aby rozpocząć proces spalania wodoru zasilający gwiazdy. Te gwiezdne jaja znajdują się, odpowiednio, w „Mgławica Orzeł„(zwany także M16), pobliski obszar formowania się gwiazd, który znajduje się około 6500 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Wężowców.

Mgławica Pierścień jest od dawna ulubionym miejscem astronomów-amatorów. Ale kiedy Kosmiczny teleskop Hubble spojrzał na tę rozszerzającą się chmurę gazu i pyłu z umierającej gwiazdy, dał nam zupełnie nowy widok 3D. Ponieważ to mgławica planetarna jest nachylony w kierunku Ziemi, obrazy Hubble'a pozwalają nam oglądać go bezpośrednio. Niebieska struktura na zdjęciu pochodzi z powłoki świecącej gaz helowy, a niebiesko-biała kropka pośrodku to umierająca gwiazda, która podgrzewa gaz i powoduje jego świecenie. Mgławica Pierścień początkowo była kilkakrotnie masywniejsza niż Słońce, a jej śmiertelne przypływy są bardzo podobne przez co przejdzie nasze Słońce począwszy od kilku miliardów lat.

Dalej są ciemne sęki gęstego gazu i trochę pyłu, powstające podczas rozszerzania gorącego gazu wypychanego do chłodnego gazu wyrzucanego wcześniej przez skazaną na zagładę gwiazdę. Najdalsze przegrzebki gazu zostały wyrzucone, gdy gwiazda dopiero zaczynała proces śmierci. Cały ten gaz został wydalony przez gwiazdę centralną około 4000 lat temu.

Mgławica rozwija się z prędkością ponad 43 000 mil na godzinę, ale dane Hubble'a wykazały, że centrum porusza się szybciej niż ekspansja głównego pierścienia. Mgławica Pierścień będzie się powiększać przez kolejne 10 000 lat, krótki okres w żywotność gwiazdy. Mgławica będzie coraz słabsza, dopóki nie rozproszy się w ośrodku międzygwiezdnym.

Gdy Kosmiczny teleskop Hubble zwrócił ten obraz mgławica planetarna NGC 6543, znana również jako Mgławica Kocie Oko, wiele osób zauważyło, że wyglądała niesamowicie jak „Oko Saurona” z filmów Władcy Pierścieni. Podobnie jak Sauron, Mgławica Kocie Oko jest złożona. Astronomowie wiedzą, że to ostatnie westchnienie umierającej gwiazdy podobnej do naszego Słońca wyrzucił zewnętrzną atmosferę i spuchł, aby stać się czerwonym olbrzymem. To, co pozostało z gwiazdy, skurczyło się, by stać się białym karłem, który pozostaje za oświetleniem otaczających chmur.

To zdjęcie Hubble'a pokazuje 11 koncentrycznych pierścieni materiału, pocisków gazu odlatujących od gwiazdy. Każdy z nich jest w rzeczywistości kulistą bańką, która jest widoczna z przodu.

Co około 1500 lat Mgławica Kocie Oko wyrzuca masę materiału, tworząc pierścienie, które pasują do siebie jak lalki lęgowe. Astronomowie mają kilka pomysłów na temat tego, co spowodowało te „pulsacje”. Cykle aktywności magnetycznej nieco podobne do Słońca cykl plam słonecznych mógł ich wystrzelić, a działanie jednej lub więcej gwiazd towarzyszących krążących wokół umierającej gwiazdy mogło spowodować zamieszanie. Niektóre alternatywne teorie obejmują to, że sama gwiazda pulsuje lub że materiał został wyrzucony płynnie, ale coś spowodowało fale w chmurach gazu i pyłu podczas ich odejścia.

Chociaż Hubble kilkakrotnie obserwował ten fascynujący obiekt, aby uchwycić sekwencję czasową ruchu w chmury, potrzeba jeszcze wielu obserwacji, zanim astronomowie w pełni zrozumieją, co dzieje się w Kocie Oko Mgławica.

Gwiazdy podróżują po wszechświecie w wielu konfiguracjach. Słońce porusza się przez Galaktyka drogi mlecznej jako samotnik. Najbliższy układ gwiezdny, Alfa Centauri system ma trzy gwiazdki: Alpha Centauri AB (która jest parą podwójną) i Proxima Centauri, samotnik, który jest najbliższą nam gwiazdą. Leży 4,1 lat świetlnych stąd. Inne gwiazdy żyją w otwartych skupiskach lub ruchomych skojarzeniach. Jeszcze inne istnieją w gromadach kulistych, gigantyczne kolekcje tysięcy gwiazd skupionych w małym obszarze przestrzeni.

To jest Kosmiczny teleskop Hubble widok serca gromady kulistej M13. Leży w odległości około 25 000 lat świetlnych, a cała gromada ma ponad 100 000 gwiazd upakowanych w regionie o średnicy 150 lat świetlnych. Astronomowie wykorzystali teleskop Hubble'a, aby spojrzeć na centralny region gromady, aby dowiedzieć się więcej o typach gwiazd, które tam istnieją i ich wzajemnych oddziaływaniach. W tych zatłoczonych warunkach niektóre gwiazdy uderzają w siebie. Rezultatem jest gwiazda „niebieskiego marudera”. Istnieją również bardzo czerwonawe gwiazdy, które są starożytnymi czerwonymi gigantami. Niebiesko-białe gwiazdy są gorące i masywne.

Astronomowie są szczególnie zainteresowani badaniem kulistych, takich jak Alpha Centauri, ponieważ zawierają one jedne z najstarszych gwiazd we wszechświecie. Wielu powstało na długo przed galaktyką Drogi Mlecznej i może nam powiedzieć więcej o historii galaktyki.

Gromada gwiazd Plejady, często nazywana „Siedmioma Siostrami”, „Matką Henną i jej Kurczątkami” lub „Siedmioma Wielbłądami”, jest jednym z najpopularniejszych obiektów obserwujących niebo na niebie. Obserwatorzy mogą dostrzec tę dość małą gromadę gołym okiem lub bardzo łatwo przez teleskop.

W gromadzie znajduje się ponad tysiąc gwiazd, a większość z nich jest stosunkowo młoda (około 100 milionów lat), a wiele z nich jest kilkukrotnie masą Słońca. Dla porównania nasze Słońce ma około 4,5 miliarda lat i ma średnią masę.

Astronomowie uważają, że Plejady uformowały się w obłok gazu i pyłu podobnego do Mgławica Oriona. Gromada prawdopodobnie będzie istnieć jeszcze przez 250 milionów lat, zanim jej gwiazdy zaczną się rozpadać podczas podróży przez galaktykę.

Kosmiczny teleskop Hubble obserwacja Plejad pomogła rozwiązać zagadkę, która naukowcy zgadywali przez prawie dekadę: jak daleko jest ta gromada? Pierwsi astronomowie badający gromadę oszacowali, że wynosiła ona około 400-500 lata świetlne z dala. Ale w 1997 r. Satelita Hipparcos zmierzył odległość około 385 lat świetlnych. Inne pomiary i obliczenia podawały różne odległości, więc astronomowie użyli Hubble'a do rozstrzygnięcia pytania. Pomiary wykazały, że gromada prawdopodobnie znajduje się w odległości około 440 lat świetlnych. Jest to ważna odległość do dokładnego pomiaru, ponieważ może pomóc astronomom w zbudowaniu „drabiny odległości” przy użyciu pomiarów pobliskich obiektów.

Kolejny ulubiony gwiazdor, the Mgławica Kraba nie jest widoczny gołym okiem i wymaga dobrej jakości teleskopu. To, co widzimy na tym zdjęciu Hubble'a, to pozostałości masywnej gwiazdy, która wysadziła się w powietrze podczas wybuchu supernowej, który po raz pierwszy pojawił się na Ziemi w tym roku 1054 n.e. Kilka osób odnotowało zjawisko na naszym niebie - Chińczycy, rdzenni Amerykanie i Japończycy, ale jest niewiele innych zapisów to.

Mgławica Kraba leży około 6500 lata świetlne z ziemi. Gwiazda, która wybuchła i stworzyła ją, była wielokrotnie masywniejsza niż Słońce. To, co pozostało, to rozszerzająca się chmura gazu i pyłu oraz… gwiazda neutronowa, który jest zmiażdżonym, niezwykle gęstym rdzeniem poprzedniej gwiazdy.

Kolory w tym Kosmiczny teleskop Hubble zdjęcie Mgławicy Kraba wskazuje różne elementy, które zostały wydalone podczas eksplozji. Niebieski we włóknach w zewnętrznej części mgławicy reprezentuje obojętny tlen, zielony to pojedynczo zjonizowana siarka, a czerwony oznacza podwójnie zjonizowany tlen.

Pomarańczowe włókna są poszarpanymi pozostałościami gwiazdy i składają się głównie z wodoru. Szybko wirująca gwiazda neutronowa osadzona w środku mgławicy jest dynamem napędzającym niesamowity niebieskawy blask mgławicy. Niebieskie światło pochodzi od elektronów wirujących z niemal prędkością światła wokół linii pola magnetycznego z gwiazdy neutronowej. Podobnie jak latarnia morska, gwiazda neutronowa wyrzuca podwójne wiązki promieniowania, które wydają się pulsować 30 razy na sekundę z powodu obrotu gwiazdy neutronowej.

Czasami obraz obiektu aHubble wygląda jak dzieło sztuki abstrakcyjnej. Tak jest w przypadku tego widoku pozostałości supernowej o nazwie N 63A. Leży w Duża chmura magellana, która jest galaktyką sąsiadującą z Drogą Mleczną i leży około 160 000 lat świetlnych stąd.

Ta resztka supernowej leży w obszarze gwiazdotwórczym, a gwiazda, która wysadziła w powietrze, aby stworzyć tę abstrakcyjną wizję niebieską, była niezwykle masywna. Takie gwiazdy bardzo szybko przepuszczają paliwo jądrowe i wybuchają jak supernowe kilkadziesiąt lub setki milionów lat po ich utworzeniu. Ten był 50 razy większy od masy Słońca i przez krótki czas istnienia jego silny wiatr gwiezdny wystrzelił w przestrzeń kosmiczną, tworząc „bąbel” w międzygwiezdnym gazie i pyle otaczającym gwiazdę.

W końcu rozszerzające się, szybko poruszające się fale uderzeniowe i gruz z tej supernowej zderzą się z pobliską chmurą gazu i pyłu. Kiedy tak się stanie, może bardzo dobrze uruchomić nową rundę formowania się gwiazd i planet w chmurze.

Astronomowie wykorzystali Kosmiczny teleskop Hubble aby zbadać resztki supernowej, używając Teleskopy rentgenowskie oraz teleskopy radiowe do mapowania rozszerzających się gazów i pęcherzyków gazu otaczających miejsce wybuchu.

Jeden z Kosmiczny teleskop Hubble'Jego zadaniem jest dostarczanie obrazów i danych o odległych obiektach we wszechświecie. Oznacza to, że wysłał dane, które stanowią podstawę wielu wspaniałych zdjęć galaktyk, te masywne, gwiezdne miasta leżą głównie w dużych odległościach od nas.

Te trzy galaktyki, zwane Arp 274, wydają się częściowo zachodzić na siebie, chociaż w rzeczywistości mogą znajdować się w nieco innych odległościach. Dwa z nich są galaktyki spiralne, a trzeci (z lewej strony) ma bardzo zwartą strukturę, ale wydaje się, że ma obszary, w których formują się gwiazdy (obszary niebieskie i czerwone) i coś, co wygląda jak szczątkowe ramiona spiralne.

Te trzy galaktyki leżą około 400 milionów lat świetlnych od nas w gromadzie galaktyk zwanej Gromadą Panny, w której dwie spirale tworzą nowe gwiazdy w swoich ramionach spiralnych (niebieskie sęki). Wydaje się, że galaktyka pośrodku ma pasek przez swój centralny obszar.

Galaktyki są rozmieszczone w całym wszechświecie w gromadach i supergromadach, a astronomowie znaleźli najdalej w odległości ponad 13,1 miliarda lat świetlnych. Wydają się nam tak, jak wyglądaliby, gdy wszechświat był bardzo młody.

Jednym z najbardziej ekscytujących odkryć Hubble'a było zbudowanie wszechświata galaktyki o ile widzimy. Różnorodność galaktyk waha się od znanych kształtów spiralnych (takich jak nasza Droga Mleczna) po nieregularne chmury światła (takie jak Chmury Magellana). Ułożono je w większe struktury, takie jak klastry i supergromady.

Większość galaktyk na tym zdjęciu Hubble'a ma około 5 miliardów lata świetlne stąd, ale niektóre z nich są znacznie dalej i przedstawiają czasy, gdy wszechświat był znacznie młodszy. Przekrój wszechświata Hubble'a zawiera również zniekształcone obrazy galaktyk na bardzo odległym tle.

Obraz wygląda na zniekształcony z powodu procesu zwanego soczewkowaniem grawitacyjnym, niezwykle cennej techniki astronomicznej do badania bardzo odległych obiektów. To soczewkowanie jest spowodowane zginaniem kontinuum czasoprzestrzennego przez masywne galaktyki leżące blisko naszej linii wzroku do bardziej odległych obiektów. Światło przemieszczające się przez soczewkę grawitacyjną z bardziej odległych obiektów jest „wyginane”, co powoduje zniekształcony obraz obiektów. Astronomowie mogą gromadzić cenne informacje o tych bardziej odległych galaktykach, aby dowiedzieć się o warunkach wcześniejszych we wszechświecie.

Jeden z widocznych tutaj systemów soczewek pojawia się jako mała pętla na środku obrazu. Zawiera dwie galaktyki na pierwszym planie zniekształcające i wzmacniające światło odległego kwazara. Światło z tego jasnego dysku materii, który obecnie wpada do czarnej dziury, dotarło do nas dziewięć miliardów lat - dwie trzecie wieku wszechświata.

• Garner, Rob. „Nauka i odkrycia Hubble'a”. NASA, NASA, 14 września 2017, www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-discoveries.
• "Dom." STScI, www.stsci.edu/.
• „HubbleSite - poza zwykłym... nie z tego świata”. HubbleSite - Teleskop - Hubble Essentials - O Edwin Hubble, hubblesite.org/.