Hablo kosminis teleskopas: astronomai Dalykitės 17 geriausių kosminių nuotraukų

Šiame ypatingame bruože mes pakvietėme aukščiausius astronomus atrinkti Hablo kosminio teleskopo vaizdą, kuris jiems labiausiai aktualus. Pasirinkti vaizdai ne visada yra spalvingi šlovės vaizdai, kuriuose yra daugybė „geriausių“ galerijų aplink internetą, bet jų poveikis atsiranda moksliniuose suvokimuose.

Tanya kalnas, Viktorijos muziejus

Mano visų laikų mėgstamiausias astronominis objektas yra „Orionas“ - gražus ir netoliese esantis dujų debesis, kuris aktyviai formuoja žvaigždes. Buvau aukštųjų mokyklų mokinys, kai pirmą kartą pamačiau purvą per mažą teleskopą, ir tai davė man tokį pasiekimo jausmą, kad rankiniu būdu nukreipčiau teleskopą teisinga kryptimi, o po sąžiningos medžioklės, kad galų gale būtų galima jį stebėti dangus (šiame teleskope nebuvo automatinio „go-to“ mygtuko).

Žinoma, tai, ką mačiau prieš tą naktį, buvo neįtikėtinai subtilus ir švelnus juodos ir baltos spalvos dujų debesis. Vienas iš nuostabių dalykų, kuriuos Hablas daro, yra atskleisti visatos spalvas. Ir šis „Oriono ūko“ įvaizdis - tai mūsų geriausia proga įsivaizduoti, kas atrodytų, jei galėtume ten eiti ir pamatyti jį arti.

Taigi daugelis „Hubble“ vaizdų tapo ikoniniais, o man, džiaugsmas, matydamas jo gražius vaizdus, ​​atneša mokslą ir meną kartu taip, kad visuomenė būtų įtraukta. Įėjimas į mano biurą - tai didžiulė šio vaizdo kopija, padengta 4 m pločio ir 2,5 m aukščio siena. Galiu jums pasakyti, tai puikus būdas pradėti kiekvieną darbo dieną.

Michael Brown, Monash universitetas

Comet Shoemaker Levy 9 fragmentų poveikis Jupiteriui 1994 m. Liepos mėn. Buvo pirmas kartas, kai astronomai iš anksto įspėjo apie planetinį susidūrimą. Daugelis pasaulio teleskopų, įskaitant neseniai suremontuotą Hablą, žvelgė į milžinišką planetą.

Kometų avarija taip pat buvo mano pirmoji profesinė stebėjimo astronomijos patirtis. Iš Fromlo kalno švelnios kupolo mes tikėjomės, kad Jupiterio mėnuliai atspindės šviesą iš kometų fragmentų, sudaužančių į toli Jupiterio pusę. Deja, Jupiterio mėnuliai nematė šviesos blyksnių.

Tačiau Hablas gavo nuostabų ir netikėtą vaizdą. Poveikis tolimam Jupiterio kraštui sukėlė plunksnus, kurie pakilo iki Jupiterio debesų, kad jie trumpai atėjo į Žemę.

Kaip Jupiteris pasukė ant ašies, atsirado milžiniškų tamsių randų. Kiekvienas randas buvo kometos fragmento poveikio rezultatas, o kai kurie randai buvo didesni nei mūsų mėnulio skersmuo. Astronomams visame pasaulyje tai buvo žandikaulio regėjimas.

Williamas Kurthas, Ajovos universitetas

Šis vaizdų pora rodo įspūdingą ultravioletinės auroros šviesos šou, kuris įvyko netoli Saturno šiaurinio poliaus. Šie du vaizdai buvo paimti tik 18 valandų pertrauka, tačiau jie rodo, kad pasikeitė aurorų šviesumas ir forma. Mes naudojome šiuos vaizdus, ​​kad geriau suprastume, kiek saulės vėjo poveikis yra aurorams.

Mes naudojome „Hablo“ fotografijas, kurias įgijo mano astronomo kolegos, stebėdami auroras naudodamiesi Cassini erdvėlaiviu, orbitoje aplink Saturną, stebėti radijo spindulius, susijusius su šviesomis. Galėjome nustatyti, kad aurorų ryškumas yra koreliuojamas su aukštesniu radijo intensyvumu.

Todėl galiu naudoti Cassini nepertraukiamus radijo stebėjimus, kad pasakytumėte, ar auroros yra aktyvios, net jei ne visada turime vaizdų. Tai buvo didelė pastanga, apimanti daugybę „Cassini“ tyrėjų ir Žemės astronomų.

John Clarke, Bostono universitetas

Šis toli ultravioletinis Jupiterio šiaurinės auroros vaizdas rodo nuolatinį Hubble mokslinių instrumentų gebėjimų gerėjimą. Erdvinio teleskopo vaizdavimo spektrografijos (STIS) vaizdai pirmą kartą parodė visas aurorinių emisijų asortimentą, kurį mes tik pradėjome suprasti.

Ankstesnė plataus lauko planetos kameros 2 (WFPC2) kamera parodė, kad Jupiterio auroriniai išmetimai sukasi su planeta, o ne pritvirtinti prie saulės krypties, todėl Jupiteris nesielgė kaip Žemė.

Mes žinojome, kad iš mego-amperų srovių, tekančių iš Io palei magnetinį lauką iki Jupiterio, buvo aurora, bet mes nesame tikri, kad tai įvyktų su kitais palydovais. Nors buvo daug Jupiterio ultravioletinių vaizdų su STIS, man tai patinka, nes jis aiškiai parodo Joriterio mėnulio „Io“, „Europa“ ir „Ganymede“ magnetinių pėdsakų aurorinius išmetimus, o „Io“ emisija aiškiai rodo auksinės uždangos aukštį. Man tai atrodo trimatis.

Fred Watson, Australijos astronomijos observatorija

Pažvelkite į šiuos nykštukinės planetos „Plutonas“ vaizdus, ​​rodančius smulkų Hubble pajėgumų ribą. Praėjus kelioms dienoms, jie bus senos skrybėlės, ir niekas nerimuos jų dar kartą.

Kodėl? Kadangi gegužės mėn. Pradžioje „New Horizons“ erdvėlaivis bus pakankamai arti Pluto, kad jo kameros atskleistų geresnes detales, nes laivas artėja prie liepos 14 d.

Tačiau ši nuotraukų seka - nuo 2000-ųjų pradžios - davė planetos mokslininkams savo geriausias įžvalgas iki šiol, įvairias spalvas, atskleidžiančias subtilius Plutono paviršinės chemijos variantus. Pavyzdžiui, kad gelsvas regionas, ryškus centriniame vaizde, turi peršaldytą anglies monoksidą. Kodėl tai turėtų būti nežinoma.

Hablo vaizdai yra dar svarbesni, nes Plutonas yra tik 2/3 mūsų paties mėnulio skersmens, bet beveik 13 000 kartų toliau.

Chris Tinney, Naujosios Pietų Velso universitetas

Kartą nuviliavau savo žmoną į savo biurą, kad išdidžiai parodyti jai kai kurių anglo-australų teleskopo vaizdų stebėjimo rezultatus su (tada) nauju ir (tada) naujausiu 8,192 x 8,192 pikselių vaizdu. Vaizdai buvo tokie dideli, jie turėjo būti išspausdinti ant A4 formato puslapių, o po to susiliejo, kad būtų sukurtas didžiulis juodos ir baltos galaktikų grupės, kuri apėmė visą sieną, žemėlapis.

Buvau suspaustas, kai ji paėmė vieną išvaizdą ir sakė: „Atrodo, kad ji yra pelėsių“.

Kuris tiesiog rodo, kad geriausias mokslas ne visada yra gražiausias.

Mano pasirinkimas iš didžiausio „HST“ įvaizdžio - tai dar vienas juodos ir baltos spalvos vaizdas nuo 2012 m. Bet palaidotas vaizdo širdyje yra akivaizdžiai nepastebimas silpnas taškas. Tačiau tai yra patvirtintas šaltiausio rudo nykštuko pavyzdžio aptikimas, tada aptiktas. Objektas, kuriame yra mažiau nei 10 parsekų (32,6 šviesmečių) nuo saulės, maždaug 350 Kelvino (77 laipsnių Celsijaus) temperatūroje - šaltesnis nei puodelis arbatos!

Ir iki šios dienos ji išlieka viena iš šalčiausių kompaktiškų objektų, kuriuos aptiko ne saulės sistema.

Lucas Macri, Teksaso A&M universitetas

2004 m. Buvau dalis komandos, kuri naudojo neseniai įdiegtą „Advanced Camera for Surveys“ (ACS) „Hubble“ stebėti nedidelį netoliese esančios spiralinės galaktikos disko regioną („Messier 106“) 12 kartų per 45 dienas. Šie stebėjimai leido mums atrasti daugiau nei 200 Cefheido kintamųjų, kurie yra labai naudingi norint matuoti atstumus iki galaktikų ir galiausiai nustatyti visatos išplėtimo greitį (tinkamai pavadintas Hablo konstanta).

Šis metodas reikalauja tinkamai kalibruoti Cepheido šviesą, kuri gali būti atliekama Mesje 106 dėka labai tikslaus ir tikslaus įvertinimo atstumu iki šios galaktikos (24,8 mln. Šviesmečių, duoti ar priimti 3%), gautą naudojant radijo stebėjimus. debesys, besisukantys masyvios juodosios skylės viduryje (neįtraukti į paveikslėlį).

Po kelių metų dalyvavau kituose projektuose, kurie naudojo šiuos stebėjimus kaip pirmąjį žingsnį tvirtoje kosminėje nuotolinėje kopėčioje ir nustatė Hablo konstanta vertę, kurios bendra neapibrėžtis buvo 3%.

Howard Bond, Pensilvanijos valstybinis universitetas

Vienas iš labiausiai mane sužadinančių vaizdų - nors jis niekada nebuvo žinomas - buvo pirmasis mūsų šviesos aidas aplink keistą sprogstamąją žvaigždę V838 Monocerotis. Jo išsiveržimas buvo aptiktas 2002 m. Sausio mėn., O šviesos aidas buvo aptiktas praėjus maždaug mėnesiui, tiek iš mažų antžeminių teleskopų.

Nors šviesa iš sprogimo vyksta tiesiai į Žemę, ji taip pat išeina į šoną, atspindi netoliese esančias dulkes ir vėliau atvyksta į Žemę, gamindama „aidą“.

Astronautai aptarė „Hubble“ 2002 m. Kovo mėn., Įdiegdami naują „Advanced Camera for Surveys“ (ACS). Balandžio mėnesį mes buvome vienas pirmųjų, kurie ACS naudojo moksliniams stebėjimams.

Visuomet norėjau galvoti, kad NASA kažkaip žinojo, kad V838 šviesa buvo pakeliui į mus nuo 20 000 šviesmečių, o ACS buvo įdiegta laiku! Vaizdas, net ir tik viena spalva, buvo nuostabus. Per pastarąjį dešimtmetį mes gavome daug daugiau Hablo stebėjimų apie aidą, ir jie yra vieni iš įspūdingiausių iš visų, ir labai garsūs, bet aš vis dar prisimenu, kad bijo, kai pamačiau šį pirmąjį.

Philip Kaaret, Ajovos universitetas

Galaktikos sudaro žvaigždes. Kai kurios iš šių žvaigždžių baigia „normalų“ gyvenimą, žlugdamos į juodąsias skyles, bet tada pradeda naują gyvenimą, kaip galingi rentgeno spinduliuotojai, maitinami dujomis.

Šį Hablo vaizdą (raudonai) gavau iš Medusa galaktikos, kad geriau suprastume ryšį tarp juodųjų skylučių rentgeno binarijų ir žvaigždės formavimosi. Medūzos išvaizda atsiranda dėl to, kad tai yra dviejų galaktikų susidūrimas - „plaukai“ yra vienos galaktikos liekanos, suskaldytos kitos pusės sunkumu. Mėlyna nuotraukoje rodo rentgeno spindulius, vaizduojamus su Chandra rentgeno observatorija. Mėlyni taškai yra juodųjų skylučių dvejetainiai.

Anksčiau atliktas darbas parodė, kad rentgeno binarijų skaičius yra tiesiog proporcingas greičiui, kuriuo priimančioji galaktika sudaro žvaigždes. Šie Medūzos vaizdai leido mums parodyti, kad tas pats ryšys yra netgi galaktikos susidūrimų metu.

Mike Eracleous, Pensilvanijos valstybinis universitetas

Kai kurie Hablo kosminio teleskopo vaizdai, kurie man labai patinka, rodo sąveikias ir susijungiančias galaktikas, tokias kaip Antenos (NGC 4038 ir NGC 4039), pelės (NGC 4676), Cartwheel galaktika (ESO 350-40) ir daugelis kitų be slapyvardžių.

Tai yra įspūdingi smurtinių įvykių, kurie būdingi galaktikų evoliucijai, pavyzdžiai. Vaizdai suteikia mums išskirtinę išsamią informaciją apie tai, kas vyksta šių sąveikų metu: galaktikų iškraipymas, dujų nukreipimas į jų centrus ir žvaigždžių formavimas.

Manau, kad šie vaizdai yra labai naudingi, kai plačiajai visuomenei paaiškinu savo tyrimų kontekstą, dujų susikaupimą supermazyvių juodųjų skylučių tokių galaktikų centre. Ypač tvarkingas ir naudingas yra video, kurį Frank Summers sukūrė Kosminio teleskopo mokslo institute (STScI), iliustruodamas, ką mes išmokome lyginant tokius vaizdus su galaktikos susidūrimų modeliais.

Michael Drinkwater, Kvinslando universitetas

Mūsų geriausi kompiuteriniai modeliai nurodo, kad galaktikai auga susidūrus ir susiliejant. Panašiai mūsų teorijos mums sako, kad kai susiduria dvi spiralinės galaktikos, jos turėtų sudaryti didelę elipsinę galaktiką. Bet iš tikrųjų tai matyti yra kita istorija!

Šis gražus Hablo vaizdas užfiksavo galaktikos susidūrimą. Tai ne tik nurodo, kad mūsų prognozės yra geros, bet ir leidžia mums pradėti išsamią informaciją, nes dabar galime pamatyti, kas iš tikrųjų vyksta.

Naujų žvaigždžių formavimo fejerverkai, atsiradę susidūrus dujų debesims, sukelia didžiulius iškraipymus, atsirandančius spiralinių ginklų susiskaidymo metu. Turime daug nuveikti, kol mes visiškai suprasime, kokia yra didžioji galaktikų forma, tačiau tokie vaizdai rodo kelią.

Roberto Soria, ICRAR-Curtin universitetas

Tai yra didžiausios skiriamosios gebos vaizdas iš kolimizuoto reaktyvinio srauto, kurio variklis yra supermazinis juodas skylė galaktikos M87 branduolyje (didžiausia galaktika Virgo klasteryje, 55 milijonai šviesmečių iš mūsų).

Purkštys išeina iš karštojo plazminio regiono, apjuosiančio juodąją skylę (viršutiniame kairiajame kampe), ir mes galime matyti, kad jis vyksta per visą galaktiką per 6000 šviesmečių. Baltoji / purpurinė reaktyvinės šviesos spinduliuotė šiame nuostabiame vaizde gaunama, kai elektronų srautas sukasi aplink magnetinio lauko linijas maždaug 98% šviesos greičio.

Juodųjų skylių energijos biudžeto suvokimas yra sudėtinga ir įdomi astrofizikos problema. Kai dujos patenka į juodąją skylę, milžiniškas energijos kiekis išsiskiria matomos šviesos, rentgeno spindulių ir elektronų ir positronų purkštuvais, kurie važiuoja beveik šviesos greičiu. Su „Hubble“ galime matuoti juodosios skylės dydį (tūkstantį kartų didesnę nei mūsų galaktikos centrinė juodoji skylė), jo reaktyvinės energijos ir greičio bei magnetinio lauko, kolimizuojančio jį, struktūrą.

Jane Charlton, Pensilvanijos valstybinis universitetas

Kai 1998 m. Buvo priimtas mano „Hubble“ kosminio teleskopo pasiūlymas, tai buvo vienas didžiausių mano gyvenimo įspūdžių. Įsivaizduokite, kad teleskopas man užfiksuotų Stephan'o kvintetą, nuostabią kompaktišką galaktikų grupę!

Per ateinančius milijardus metų „Stephan's Quintet“ galaktikos tęsis savo didingame šokyje, vadovaudamosi viena kitos gravitaciniu patrauklumu. Galų gale, jie sujungs, pakeis jų formas ir galiausiai taps viena.

Nuo to laiko stebėjome keletą kitų kompaktiškų galaktikų grupių su „Hubble“, tačiau Stephan'o kvintetas visada bus ypatingas, nes jo dujos buvo išleistos iš galaktikų ir šviečia dramatiškuose intergalaktikos žvaigždės formavimuose. Koks puikus dalykas, kad galėtumėte gyventi tuo metu, kai mes galime sukurti „Hubble“ ir stumti mūsų protus, kad pamatytume šių signalų reikšmę iš mūsų visatos. Ačiū visiems herbams, kurie padarė ir prižiūrėjo Hablą.

Geraint Lewis, Sidnėjaus universitetas

1990 m. Pradėjus eksploatuoti Hablą, pradėjau daktaro laipsnį. tyrinėja gravitacinį lęšį, masės lenkimą šviesos spindulių takus, kai jie keliauja per visatą.

„Hablo“ masinio galaktikos klasterio „Abell 2218“ įvaizdis sukelia šį gravitacinį objektyvą ryškiai sutelkiant dėmesį, atskleidžiantį, kaip masyvus tamsiosios medžiagos kiekis, esantis klasteryje, yra daugybė šimtų galaktikų susiejančių šviesų. toli.

Giliai įsivaizduodami vaizdą, šie labai dideli vaizdai yra akivaizdūs kaip ilgos plonos juostelės, iškraipyti kūdikių galaktikų vaizdai, kurių paprastai neįmanoma aptikti.

Tai suteikia jums pauzės manyti, kad tokie gravitaciniai lęšiai, veikiantys kaip natūralūs teleskopai, naudoja gravitacinį traukimą iš nematomų dalykų, kad atskleistų nuostabią visatos detalę, kurios negalime paprastai pamatyti!

Rachel Webster, Melburno universitetas

Gravitacinis lęšis yra ypatingas masės poveikio erdvės laiko formai mūsų visatoje pasireiškimas. Iš esmės, kur yra masė, erdvė yra išlenkta, todėl atstumai, matomi atstumu, už šių masinių struktūrų, iškreipia jų vaizdus.

Tai šiek tiek panašus į miražą; iš tikrųjų tai yra terminas, kuriuo siekiama šio tikslo naudoti Prancūzijoje. Hablo kosminio teleskopo pirmosiomis dienomis pasirodė masinio galaktikų grupės efektas: mažos foninės galaktikos buvo ištemptos ir iškreiptos, bet apėmė klasterį, beveik kaip rankų pora.

Buvau nustebintas. Tai buvo duoklė ypatingam teleskopo sprendimui, veikiančiam virš Žemės atmosferos. Žvelgiant iš žemės, šie ypatingi ploni galaktikos šviesos vingiukai būtų ištepti ir nebūtų atskirti nuo fono triukšmo.

Mano trečiojo metų astrofizikos klasė ištyrė 100 Hablo populiariausių fotografijų ir labiausiai sužavėjo išskirtinės, bet tikrosios dujų debesų spalvos. Tačiau aš negaliu praeiti per vaizdą, rodantį masės poveikį pačiam mūsų visatos audiniui.

Kim-Vy Tran, Texas A&M

Su bendru reliatyvumu Einšteinas teigė, kad medžiaga keičia erdvės laiką ir gali sulenkti šviesą. Įspūdinga pasekmė yra ta, kad labai masyvūs objektai visatoje padidins tolimų galaktikų šviesą, iš esmės tampa kosminiais teleskopais.

Su „Hubble“ kosminiu teleskopu dabar panaudojome šį galingą sugebėjimą sugrįžti atgal, kad galėtume ieškoti pirmųjų galaktikų.

Šis Hablo vaizdas rodo galaktikų avilį, turinčią pakankamai masės, kad lenktų šviesą iš labai tolimų galaktikų į ryškias lankus. Mano pirmasis projektas, kaip absolventas, buvo studijuoti šiuos nuostabius objektus, ir aš vis dar naudoju „Hubble“ šiandien, norėdamas ištirti galaktikų pobūdį per kosminį laiką.

Alan Duffy, Swinburne technologijos universitetas

Žmogaus akims naktinis dangus šiame vaizde yra visiškai tuščias. Mažas regionas, ne storesnis nei ryžių ilgis, laikomas rankose. Hablo kosminis teleskopas buvo nukreiptas į šį regioną 12 dienų, leidžiant šviesai patekti į detektorius ir lėtai, vienas po kito, atsirado galaktikos, kol visas vaizdas buvo pripildytas 10 000 galaktikų, besitęsiančių visą pasaulį.

Tolimiausias yra mažų raudonų taškų dešimtis milijardų šviesmečių, praėjusių tik kelis šimtus milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Šio vieno paveikslo mokslinė vertė yra milžiniška. Tai revoliuciją mūsų teorijos, kaip ankstyvosios galaktikos galėtų formuotis ir kaip greitai jie galėtų augti. Mūsų visatos istorija, taip pat daugybė galaktikos formų ir dydžių yra įtrauktas į vieną vaizdą.

Man tikrai tai, kas iš tikrųjų daro šį vaizdą, yra tai, kad jis žvelgia į mūsų matomos visatos mastą. Tiek daug galaktikų tiek mažoje erdvėje reiškia, kad visame naktiniame danguje yra 100 tūkstančių milijonų galaktikų. Viena visa galaktika kiekvienai mūsų Paukščių tako žvaigždei!

James Bullock, Kalifornijos universitetas, Irvine

Būtent tai yra Hubble. Vienintelis įspūdį skatinantis požiūris gali atidengti tiek daug apie mūsų Visatą: jos tolimą praeitį, nuolatinį susirinkimą, ir netgi pagrindinius fizinius įstatymus, kurie susieja jį visus.

Mes peržengiame per žiaurų galaktikų grupę. Šie švytintys balti rutuliai yra milžiniškos galaktikos, kuriose dominavo klasterio centras. Pažiūrėkite atidžiai ir pamatysite, kad iš jų išsklaidytos išsklaidytos baltos šviesos skiltelės! Klasteris veikia kaip gravitacinis maišytuvas, daugybę atskirų galaktikų įsiurbdamas į vieną žvaigždžių debesį.

Bet pats klasteris yra tik pirmasis kosminės istorijos, kuri čia atskleidžiama, skyrius. Žiūrėkite tuos silpnus mėlynus žiedus ir lankus? Tai yra iškraipyti kitų galaktikų vaizdai, kurie sėdi toli atstumu.

Didžiulis klasterio sunkumas sukelia erdvės laiką aplink jį. Kai eina tolimųjų galaktikų šviesa, ji priversta sulenkti į keistą formą, nes iškreiptas didinamasis stiklas iškraipytų ir išryškins mūsų menkos žvakės vaizdą. Naudodamiesi savo supratimu apie Einšteino bendrąjį reliatyvumą, Hablemas naudoja klasterį kaip gravitacinį teleskopą, leidžiančią mums matyti tolimesnį ir siauresnį nei bet kada anksčiau. Žvelgiame į ateitį, kad pamatytume galaktikas, nes jos buvo daugiau nei prieš 13 milijardų metų!

Kaip teoretikas noriu suprasti visą galaktikų gyvavimo ciklą - kaip jie gimsta (mažas, mėlynas, plinta su naujomis žvaigždėmis), kaip jie auga, ir galiausiai kaip jie miršta (didelis, raudonas, blukimas senovės šviesa) žvaigždės). Hubble leidžia mums sujungti šiuos etapus. Kai kurios silpniausios, tolimiausios šio vaizdo galaktikos yra skirtos tapti monstrų galaktikomis, tokiomis kaip tos, kurios spindinčios balta spalva. Mes matome tolimą praeitį ir dabartį viename šlovingame paveiksle.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Tanya kalno pokalbyje su prisidedančiais autoriais Alan Duffy, Chris Tinney, Fred Watson, Geraint Lewis, Howard E Bond, James Bullock, Jane Charlton, John Clarke, Kim Vy Tran, Lucas Macri, Michael Drinkwater, Michael JI Brown, Mike Eracleous, Philip Kaaret, Rachel Webster, Roberto Soria ir William Kurth. Skaitykite originalų straipsnį čia.