Презентацията вселената през погледа на „Хъбъл" космическия телескоп „Хъбъл"
жүктеу/скачать 375.56 Kb.
|
ИНФРАЧЕРВЕНАТА КАМЕРА NICMOSТази камера трябва да се охлажда до температура от -213º С (т е само 60º над абсолютната нула) и това става с азот в твърдо състояние, който трябва да се сменя на 4 години. Ето защо през 1999 г. NICMOS трябваше да се върне на Земята и да се презареди контейнера с твърд азот. Приложи се нова технология за тази процедура. Техническият екип на космическия телескоп “Хъбъл” коригира и систематичните грешки в наблюденията на Камерата-спектрограф на много слаби обекти (FOS). От септември 2001 г. астрономите, които разчитат на този ключов уред получават информация за подробния химичен състав на междузвездните облаци, където се зараждат звезди, скоростта им на движение в пространството, както и движението на отделни части от мъглявините и галактиките. Отчасти това спомаган да се определи с точност масата на черните дупки в недрата на галактиките, заобиколени от бързовъртящ се прах и газ. FOC ( Faint Object Camera) През март 2002 г. тази камера на космическия телескоп “Хъбъл” бе заменена с Широкоъгълната камера за обзори. Най-важната характеристика на камерата е изключителната й разделителна способност, даваща контраст на изображенията. 12 години (4340 дена) тя бе в експлоатация и чрез нея бяха получени първите подробни изображения на повърхността на Плутон, забележителните първи изображения на звездните атмосфери на гигантски звезди като Бетелгейзе, първото изображение на акреционен диск около черна дупка; газът, изхвърлен от Новата в Лебед и Свръхновата SN 1987 А; джетът от активната галактика М 87; подробен спектър на далечни квазари и наличието на йонизиран хелий в междугалактичното пространство.
След корекцията на „късогледството” на огледалото, от 1993 г. „Хъбъл” започна да предава изключително ясни изображения на планетите от Слънчевата система – някои са по-контрастни и детайлни, от всички получавани досега от прелитащите покрай планетите междупланетни сонди!
През януари 2004 г. междупланетната сонда “Касини” прелетя край южния полюс на Сатурн и регистрира радиоизлъчването, проследявайки и слънчевия вятър. В същото време космическият телескоп “Хъбъл” получи изображение на южния полюс на планетата в ултравиолетови лъчи. Целта бе да се сравнят земните полярни сияния с тези на Сатурн. И се установи, че те са с различна продължителност – земните са няколкоминутни, на Сатурн траят с дни. Освен това, полярните сияния на Сатурн много повече зависят от интензитета на слънчеия вятър, отколкото тези на Земята и Юпитер. И още – полярното сияние на Сатурн може да се премества в зависимост от слънчевото магнитно поле, докато земното не се влияе така силно поради наличието на земното магнитно поле. Ярката емисия при полюсите на Юпитер е светлината на сиянието, подобно на това при земните полюси. Сиянията се получават в резултат на втурването на високоенергийни потоци електрони през магнитното поле и сблъсъка им с атомите и молекулите от горните слоеве на атмосферата. Разликата между земното полярно сияние и това на Юпитер е само в мащабите.На Юпитер полярните сияния са изключително огромни. Освен с потоците бързи електрони, те са свързани и с вулканичните изригвания на най-близкия до планетата спътник Йо. Вулканите на Йо изхвърлят вещество, което се йонизира, захваща от магнитното поле на Юпитер и пада върху повърхността на газовия гигант.
Учените за първи път разполагат с подробна карта на видимите детайли от повърхността на най-големия спътник на Сатурн, Титан, благодарение на космическия телескоп “Хъбъл”. В продължение на 16 околоосни завъртания на спътника те получиха тези петнисти кадри. Най-яркото голямо петно на тях е с размерите на Австралия. Преминавайки покрай най-близкия от Галилеевите спътници на Юпитер Йо, през средата на 70-те години на миналия век сондата “Вояджър” засне за първи път вулканите му. Сега най-активното вулканично тяло с големината на нашия спътник Луната може да бъде изучавано и от космическия телескоп “Хъбъл”. Височината на орбитата му около Земята е само 600 км, а до Юпитер и спътниците му ни делят повече от 5 милиона км! Докато преминаването на сондата “Вояджър” покрай системата на Юпитер бе от порядъка на часове, сега можем от Земята постоянно да следим и изучаваме вулканичната активност на Йо и полярните сияния на планетата-гигант. Космическият телескоп “Хъбъл” засече 400-километрово изхвърляне на газ от вулкан на Йо в момента, когато спътникът преминаваше пред планетата си Юпитер. Изображението е получено с Широкоъгълната планетарна камера 2 през юли 1996 г.
облаците, петната и пръстените на Уран На тази инфрачервена снимка на космическия телескоп “Хъбъл” от юли 1995 г. цветовете са изкуствени. Пръстените на Уран са толкова тъмни и незабележими, че донеотдавна не бяха известни. Частичките на пръстена отразяват толкова светлина, колкото дървените въглища, макар че представляват ледени буци с примеси от камъни. Те имат малка отражателна способност и трудно могат да се наблюдават от Земята. Част от тях са изградени от сравнително едри отломки от порядъка на 1 метър и повече, много тъмни на цвят. Частиците в сатурновите пръстени са много по-малки по размери. Отсъствието на дребни фракции в пръстените на Уран може да се дължи на големия по размери облак от водородни атоми, обгръщащ планетата. Той създава предпоставка малките скални частици да паднат на повърхността на планетата. Странното при пръстените е, че някои от тях са асиметрични – имат по-дебели участъци, не са правилни окръжности, а други съществуват само отделни дъги. Този факт говори, че пръстените не са стабилни образувания. Пръстените на Уран са по-тънки и неясни от тези на Сатурн. Броят им в астрономическите алманаси е 9. Пръстените на Уран са открити от Земята през 1977 г. Атмосферата на Уран има състав, подобен на тази на Юпитер и Сатурн – доминират молекули водород, хелий и метан. Амонякът не се среща в големи концентрации, вероятно защото е в течно състояние и от наситения разтвор се е отделила твърдата фаза. Синьо-зеленият цвят на планетата се дължи на метана, който абсорбира червената светлина. Петната са бури в урановата атмосфера.
Тези изображения на Нептун, получени от космическия телескоп “Хъбъл”, помагат на учените да разгадаят климатичните промени на 8-мата по отдалеченост от Слънцето планета в нашата система. Ветровете на Нептун са ураганни и те видимо променят облика на планетата само за няколко земни години, което е много малка част от продължителността на сезоните на тази планета.
Черно-белите карти на Плутон и Харон са направени по снимки на космическия телескоп “Хъбъл” и е изследвана яркостта им по време на взаимните им затъмнения. Картите са на тази страна на Плутон и Харон, която винаги е обърната към другото тяло.
Някои предпочитат да приемат най-отдалечената планета в Слънчевата система за двойна планета и двойка планетоподобни тела. Твърде малко се знае за тези малки далечни обекти. Плутон е открит случайно едва през 1930 г., а само два пъти по-малкият му спътник Харон – едва през 1978 г. На изображението вляво е даден видът на системата Плутон-Харон за сравнение от най-големите наземни телескопи – горе вляво, и на космическия телескоп “Хъбъл” – до него. През 2005 г. космическият телескоп “Хъбъл” регистрира наличието на още спътници на Плутон, освен отдавна известният Харон. По-късно официално бяха наречени Никс и Хидра. В сравнение с Плутон, чийто диаметър е 2 360 км и големият му спътник Харон с диаметър 1 210 км, Никс и Хидра са миниатюри с размери съответно 40 и 160 км. В гръцката митология Никс или по-често използваното Никта е богинята на тъмнината и олицетворение на нощта. Тя е майка на Харон. А Хидра е деветоглаво чудовище.
Към покрайнините на Слънчевата система вече лети сондата “Нови хоризонти”, на която се възлагат надежди да изследва отблизо планетите-джуджета. Предвижда на 14 юли 2014 г. тя да прелети със скорост 50 000 км/сек край Плутон на височина 11 000 км от повърхността му. Само четвърт час по-късно сондата ще прелети покрай Харон на височина 26 700 км и ще продължи своята мисия още 2 месеца.
21. първата планета около друга звезда Това е откритата през 1999 г. планетата HD 209458b около подобната на Слънцето звезда в съзвездието Пегас, видима и с бинокъл, на разстояние 150 св.г. от нас. Планетата-гигант с размери 1,3 юпитерови, обикаля много близо до звездата си – на разстояние едва 7 млн. км – 8 пъти по-близо от Меркурий до Слънцето като прави едно завъртане за 3,5 земни денонощия. Сега с помощта на “Хъбъл”бе доказано, че тази опасна близост до звездата вече е отнела голяма част от атмосферата и от планетата е останало оголено ядро.
но твърде близо до звездите си Извънслънчевата планета HD 209458b На тази рисунка, получена по данни на космическия телескоп “Хъбъл” и френски учени е представена елипсовидната атмосфера на планетата, приличаща на топка за ръгби. Тя е предимно от кислород и въглерод и е първата атмосфера с такъв състав, открита на добре известната извънслънчева планета. Атомите от кислород и въглерод заедно с тези на водата се издигат от по-долните слоеве със свръхзвукова скорост. Такъв процес образно е наречен “въздушна помпа” или “слонски хобот”.
HD 209 458 Астрономите използваха космическия телескоп “Хъбъл” за откриване на планетна атмосфера на планета, обикаляща около звезда като Слънцето, отбелязана като HD 209 458 на 150 св.г. разстояние в съзвездието Пегас. Това уникално откритие показва как “Хъбъл” и другите телескопи могат да определят химичния състав на атмосфери на извънслънчеви планети и потенциалното място за наличие на земеподобна форма на живот.
Горещите юпитеровци, както ги наричат преобладат в света на извънслънчевите планети.
Засега възможностите ни стигат за откриването на няколкократно по-големи планети от Земята като по-малките, но все пак планети-гиганти в нашата Слънчева система Уран и Нептун.
Вече са открити първите газови и скалисти планети 2 до 4 пъти по-големи от Земята!
сред хилядите звезди на кълбовидния звезден куп М 22 Съзвездието Стрелец, М 22 или NGC 6656 Космическият телескоп “Хъбъл” търси микролещи в М 22. “Хъбъл” наблюдава слабосветещи звезди от Млечния път за наличие на изпъкналости, изкривявания .
M 22, NGC 6656 М 22, известен и като NGC6656 е най-яркият и много компактен кълбовиден звезден куп, видим дори и с просто око в съзвездието Стрелец (5,9 зв. вел.). 12-14 годишният звезден куп е на разстояние 8 500 светлинни години от нас и има диаметър 65 св.г. Неговият ъглов диаметър е внушителен – 24 ъглови минути или почти, колкото пълната Луна на нашето небе. “Хъбъл” представя само 3 св.г. обем от пространството на този куп върху това изображение.
Кълбовидният куп М 22 е в съзвездието Стрелец.
Тази схема илюстрира как космическият телескоп “Хъбъл” открива микролещи в М 22. Този кадър на ESA/NASA космическия телескоп “Хъбъл”, получен с Камерата за обзори и Планетарната камера 2, показва кълбовидния звезден куп М 22. Екип от американски и европейски астрономи търсят в този куп премигвания на ярките звезди от фона, което би свидетелствало за преминаващи пред тях тъмни обекти или прояви на гравитационни микролещи от слабосветещи звезди. Открити бяха 7 такива микролещи, говорещи за наличието на кафяви джуджета – членове на купа и 6 кратки премигвания от предполагаеми блуждаещи планети. Ако последните ефекти бяха потвърдени, то това ще бъдат първите открити малки планети с размерите на Земята, каквито все още са детектирани в орбита около близките звезди.Но засега остава само надеждата... Всеки от 6-те микролещови ефекта, наблюдавани от “Хъбъл” отговаря на ефект, провокиран от неголяма звезда с маса поне 80 земни маси, но не и на планета като Земята.
Звездата Глиез има още планети, като неотдавна се оказа, че една от тях е в пояса на живот, което означава, че на нея може да има течна вода. Макар че планетата доста се различава от Земята – тя е на по-малко разстояние до звездата си, отколкото е Меркурий до Слънцето, а масата й е 5 пъти земната, то може да се очаква не само течна вода , но и някаква форма на живот на нея. Дали пък нечии очи не виждат в действителност подобни изгреви?
Така през погледа на художника изглежда изгревът на планетата Глиез 581с – една от подобните на Земята планети около звезда на разстояние само 20 св.г. от нас. Тази звезда спада към класа на червените джуджета и е малко по-малка и студена от Слънцето
Близките квазари са масивни черни дупки в ядрата на галактиките. Това е рисунка на най-стария квазар, появил се само 900 млн. години след Големия взрив, заобиколен от слоеве газ, прах, звезди и първите звездни купове, според сегашните ни представи за ранната Вселена. В три от отдалечените квазари са открити линии на желязото! Това означава, че първите атомни реактори във Вселената – звездите трябва да са се формирали само 200 млн. години след Големия взрив, изживели са “живота” и са успели да обогатят с тежки елементи пространството около себе си, където после са се появили първите галактики.
Linx Arc - МЕГАКУП ОТ ЗВЕЗДИ - ДЪГАТА НА РИСА Мегакупът от звезди всъщност е червената дъга зад отдалечен на 4,5 млрд. св.г. галактичен куп в съзвездието Рис. Дъгата е разтегленото и увеличено изображение на загадъчен небесен обект, който е зад купа – на разстояние 12 млрд. св.г. Това означава, че този обект вече е съществувал, когато Вселената е била само на 2 млрд. години! Това е огромен регион на звездообразуване от току-що формирали се първични ярки и много горещи звезди – поне милион на брой, кондензирали се непосредствено след Големия взрив.
Част от мъглявината в Орион – на разстояние 1500 св.г. Тя е най-близкото място на звездообразуване в нашата Галактика, изобилстващо със звездни зародиши, млади ярки звезди, междузвездно вещество като мъглявини с причудливи форми и всякакви обекти, които можем да разгледаме подроБно и да детайлазираме представите си за звездна еволюция.
Трапеца на Орион е в съзвездието Орион, където и с просто око се вижда т.н. Голяма газова мъглявина. Тя е само част от много други, представляващи цял коплекс на звездообразуване в нашата Галактика на разстояние само 1500 св.г. от нас.Блестящите като скъпоценни камъни около блещукащ диамант, повече от 300 са наскоро появили се звезди и кафяви джуджета се виждат около ярката масивна звезда /в центъра/. Всички тези обекти в Трапеца са родени едновременно в тази типична област на звездообразуване. Купът е наречен така поради характерната наредба на най-ярките звезди във вид на трапец.
Възможностите на космическия телескоп са такива, че можем да наблюдаваме зараждането на най-малките звезди, наречени кафяви джуджета, открити съвсем неотдавна – преди около 20-тина години. Отляво: Кафявите джуджета имат твърде слаб блясък, за да могат да бъдат наблюдавани и снимани с Камерата за обзори и Планетарната камера 2 на космическия телескоп “Хъбъл”. За целта се използва инфрачервената камера. Това изображение е монтаж на бебета-звезди, виждащи се в близкия инфрачервен диапазон. Младите звезди са обвити с плътен пашкул от газ и прах. Отдясно: Разкривайки тайните на звездното зараждане, космическият телескоп “Хъбъл” разкрива появата на новородено кафяво джудже. Орбиталната обсерватория с помощта на инфрачервената си камера откри 50-тина такива обекта в Трапеца на Орион.
звездните зародиши са скрити в пашкули от газ и прах Като фантастични вълни в гигантска вихрушка – това е една от най-ефектните снимки на космическия телескоп “Хъбъл”. Всъщност това е област на звездообразуване в нашата Галактика – мъглявината Лебед или Омега в съзвездието Стрелец, обозначена като М 17 от каталога на Месие, отстоящ на 5 500 св. г. от нас. Вихрите от уплътняващ се студен газ от предимно водород, излъчват в синьо, малки количества кислород – в зелено и сяра – в червено, осветен от ултравиолетовото лъчение на млади масивни звезди (в горния ляв ъгъл) са зародишите на бъдещите звезди.
Това изображение на мъглявината в Орел е получено с Камерата за обзори на космическия телескоп “Хъбъл” през ноември 2004 г. Наричат образно мъглявината Пръстите или Кулата, още Замъка. Първите звезди са се появили в общ куп и започнали да излъчват изгаряща светлина. Тяхното раждане е започнало в подобен на замъка облак студен газ, който се е свил под действие на собствената си гравитация.Плътните тъмни израстъци в средната част на изображението са такива места. Изглеждат малки, но всъщност са с размерите на нашата Слънчева система. Звездите продължавали да се формират, но в един момент тяхната светлина успяла да пробие пашкула първично вещество. Интензивният им звезден вятър подпалил огъня на звездообразуване в други места на “замъка”. Като в широките плазмени буци и пръстоподобните изпъкналости в горната част на структурата. Процесът се разпространява постепенно “надолу” по “кулата”, където ударната вълна от горещите газови струи отнасят със себе си материал и като пушечен залп въздействат на студения тъмен газ наоколо. Нарастналото налягане компресира газа отвън и така започва нов процес на звездообразуване.
Наистина отблизо Пръстът повече прилича на средновековна кула, но от студен газ и прах, извисяваща се от звездните ясли. Въздушната кула е “висока” 90 трилиона км или 2 пъти разстоянието от Слънцето до най-близката до нас звезда. Звездите в мъглявината са възникнали от облаци студен водороден газ, който все още е в изобилие тук. Звездната енергия скулптурира фантастични пейзажи.Газовите струи изваждат от мрака тази призрачна фигура, осветявайки я отзад. Тъмният водороден облак в горния край на древния замък като че ли е ерозирал. Останките му сякаш са покрити с прерийна трева, която е подпалена. Отънят бързо се справя с растителността и се спуска “надолу”. Зад кулата звездите продължават своя процес на формиране. Някои от тези звезди са възникнали в резултат на самопроизволно свиване на плътния газ. Други звезди вероятно са възникнали поради налягането на газовите струи звезден вятър, изтичащи от съседните горещи млади звезди.
Хиляди блещукащи млади звезди ясно се различават в гигантската мъглявина NGC 3603. Тази звездна кутийка с бижута представлява един от най-масивните млади звездни купове в нашата Галактика, Млечния път. NGC 3603 е забележителен регион на звездообразуване в спиралния ръкав Carina на Млечния път, разположен на 20 000 св. г. от нас. Това ново изображение от космическия телескоп “Хъбъл” показва младия звезден куп, заобиколен от обширни региони плътен газ и прах, разкривайки различни етапи от жизнения цикъл на звездите. Мощната ултравиолетова радиация и силните бързи ветрове от най-горещите звезди са взривили голям балон около купа. Навлизайки в околната мъглявина този поток радиация е изваял сложните форми на тъмните стъбла от плътния газ, които са се оттеглили в краищата на мъглявината. Височината на тези газообразни монолити е от порядъка на няколко светлинни години. Всъщност, това са инкубаторите на младите звезди.
Тези подобни на пещерни образувания форми и цветове всъщност заемат 35 св.г. място в космическото пространство. Обектът N44F долу вляво е разпространяващ се звезден вятър от най-ярката много млада синя звезда тип Волф-Райе вътре в мехурчестата структура, която изхвърля 100 пъти в секунда вещество от себе си със скорост 7 милиона км/час (за сравнение – слънчевият вятър е със скорост 1,5 км/час). Този обект е част от цял комплекс, обозначават като N44 в Големия Магеланов облак на разстояние 160 000 св. г. “Сталагмитите” вдясно са дълги 4-8 св. г. колони от студен прах и газ, подобни на Пръстите в нашата Галактика, заснети от “Хъбъл” преди десетилетие и са изхвърлени от ярката млада синя звезда най-вдясно.
30 Doradus (30 от Златна рибка в Големия Магеланов облак) Космическият телескоп “Хъбъл” засне това панорамно изображение на гигантско струпване на газ и прах, където се раждат стотици млади звезди в съседната нам галактика-спътник Големия Магеланов облак, отстоящ на разстояние 180 000 св. г. от нас. Кадърът обхваща площ в пространството 200 х 170 св. г. На представената мозайка от 5 припокриващи се кадъра, заснети между януари 1994 и септември 2000 г. се вижда как ултравиолетовото излъчване и изхвърленият с висока скорост материал от звездите в купа, известен като R 136 (яркото синьо петно от центъра), предизвиква едновременно разрушение и съзидание – колапс на газа и праховите облаци, чийто краен продукт са подобните на колони образувания, играещи ролята на звездни инкубатори. Предишни наблюдения на купа, проведени с “Хъбъл” показаха, че R 136 съдържа няколко десетки от най-масивните известни звезди, всяка от които има маса, равняваща се 100 слънчеви маси и температура 10 пъти по-висока от тази на нашата звезда. Сега техните интензивни звездни ветрове (потоци от материя, напускаща звездите със скорост няколко млн. км/час) компресират материала в околното пространство (розовия участък на кадъра). Така, на около 30-50 св.г. разстояние се образуват нови “звездни ясли”. Повечето от звездите в тях са само на няколкостотин хиляди години и все още са заобиколени от веществото на газово-праховите комплекси. Наблюдават се с инфрачервената камера NICMOS на телескопа. След още 2 млн. години новородените звезди ще сияят в пълния си блясък и ще заместят гигантите в R 136, които отдавна ще са приключили жизнения си път, обогатявайки междузвездната среда с материал за следващи поколения.
|