За човешките очи нощното небе е конфети от звезди. Мощните телескопи ни показват отдалечените планети и далечни галактики, които нашите умопомрачителни ретини не могат да видят. Но дори космическият телескоп Хъбъл не може да разкрие всичко, което е там. Много обекти - газираните звезди, известни като кафяви джуджета, например - са твърде готини, за да излъчват видима светлина, която представлява само мъничко плъзгане на електромагнитния спектър. Те обаче излъчват енергия в невидима форма: по-големи дължини на вълната, известни като инфрачервено лъчение. Невероятно горещи обекти, като масивни взривяващи се звезди, наречени супернови, отделят голяма част от енергията си в по-къси дължини на вълната, които също са невидими: гама-лъчи и рентгенови лъчи.
Свързано съдържание
- Далновиден
- Последният ураган на Хъбъл
За щастие, други телескопи пренасят тези очила в изображения, които можем да разберем. През 90-те и началото на 2000-те години НАСА пусна космически телескопи, известни като Големите обсерватории. Първият и най-известен, Хъбъл, е специализиран във видимата светлина. По-малко известните, но също толкова жизнено важни инструменти се фокусират върху различни дължини на вълната.
„Целта беше да има основен телескоп във всяка част от електромагнитния спектър“, казва Джовани Фацио, астрофизик от Харвард-Смитсонския център за астрофизика. „Когато погледнете Вселената в различни дължини на вълната, получавате съвсем различна картина. Всички те са парчета от пъзела. "
Изстрелването на Хъбъл през 1990 г. беше последвано от това на Compton (1991), който наблюдаваше гама лъчи, Chandra (1999), който изучава рентгеновите лъчи, и Spitzer (2003), инфрачервения телескоп. Комптън падна на Земята през 2000 г., разпада се в атмосферата и се разпръсна, както е планирано в Тихия океан. (Друг космически телескоп, Ферми, го замени през 2008 г.) Но Спицер и Чандра все още са нагоре - и вървят нагоре, и разтварят, отключват тайните на Вселената и надминават надеждите на хората, които са им помогнали да ги създадат.
Снимките на телескопите с намигване на новородени звезди и ненаситни черни дупки са съставени от фалшиви цветове, които учените приписват на различните дължини на вълната, които телескопите засичат. Освен че са натоварени с данни, тези изображения са просто прекрасни за гледане. Пулсирайки с фламинго розово, индиго и шафран, някои са почти психеделични - флористична галактика изглежда диша огън - докато други си спомнят деликатни естествени форми: паяжини, пано с прозорци, бръчки от дим. Някои от тях имат почти спектрално качество, особено „Ръката на Бог“, портрет на Чандра на млад пулсар, в който призрачно сините пръсти сякаш галят небето.
Повечето спътникови телескопи, включително Хъбъл, обикалят Земята, но Спицер се върти около Слънцето, задържайки се зад Земята в нейната орбита. По този начин Спицер не само избягва земната атмосфера, което би затъмнило гледката на телескопа, но и избягва топлината от Земята и Луната. Подаването на течен хелий първоначално охлаждаше инструмента почти до абсолютна нула - или минус 459 градуса по Фаренхайт, най-ниската възможна температура - така че собственото излъчване на телескопа не би заглушило показанията му.
Спицер разглежда по-хладни части на Вселената. Инфрачервената връзка е свързана с температури от минус 450 до плюс 6000 градуса, и докато 6000 градуса може да не звучат студено, астрономите са свикнали да записват тела в милиони градуси.
Телескопът е открил радиация от подобни на Юпитер екзопланети в тесни орбити около други звезди и е намирал кафяви джуджета, които - ако те са домакини на собствените си мини слънчеви системи, както предполагат някои учени - биха могли да бъдат идеална сцена за живот. Спицер също може да надникне през задушаващия прах в спиралните рамена на далечни галактики, за да види къде се раждат звезди. Тези наблюдения могат да дадат представа за това как се е формирала нашата собствена слънчева система.
Най-удивителната сила на телескопа може да бъде способността му да вижда Вселената в ранна детска възраст. Гледането в дълбочина в космоса е същото като поглед назад във времето, обяснява Фацио, който проектира част от Спитцер. С разширяването на Вселената на 13, 7 милиарда години видимата светлина се разтяга в инфрачервени дължини на вълната, явление, известно като червено изместване. Съсредоточавайки се върху инфрачервената светлина, учените на Spitzer първоначално се надявали да видят Вселената, когато е била само на два милиарда години - но те са отишли много по-далеч назад във времето от това. „Сега успяхме да погледнем назад към 700 милиона години“, каза Фацио, или преди около 13 милиарда години. Наблюденията на Спицър показват, че галактиките вече са започнали да се формират, когато Вселената е била само на 400 милиона до 500 милиона години, много по-рано от теоретично по-рано.
Чандрата, рентгеновият телескоп, следва елиптична орбита около Земята, летяща 200 пъти по-високо от Хъбъл. Чандра е специализирана в яростни явления, като изстрели от млади звезди и експлозии на свръхнови. „Това, което искаме да знаем, е какво се случваше вътре в звездата, преди да се взриви, какви са подробностите за самата експлозия и какво се случва след експлозията“, казва Харви Тананбаум, директор на Смитсоновската астрофизична обсерватория Чандра X- лъч център.
Чандра също сондира обекти с екстремни гравитационни или магнитни полета, като неутронни звезди и черни дупки. Някои учени очакват Чандра да бъде от решаващо значение при изучаването на малко разбирана тъмна материя и тъмна енергия, мистериозни сили, които представляват по-голямата част от материала във Вселената. Но телескопът разкри и нови неща за по-познатите гледки: пръстените на Сатурн, оказва се, блестят с рентгенови лъчи.
Понякога астрономите произвеждат изображения, използвайки данни от трите телескопа. През 2009 г. триото генерира зашеметяваща композитна гледка към ядрото на Млечния път. Хъбъл показа безброй звезди, Шпицер улови лъчисти прахови облаци и Чандра проследи рентгенови емисии от материал в близост до черна дупка.
Телескопите не могат да издържат вечно. Шпицер изчерпа охлаждащата течност миналата година, въпреки че някои части все още са достатъчно студени, за да функционират, а телескопът започна да се отклонява от Земята. „Ще бъде тъжно да го видя - казва Фацио. „Това е основна част от живота ми през последните 25 години. Но ние все още извличаме данните и намираме нови неща. ”През 2015 г. Webb, нов инфрачервен телескоп с капацитет да събира повече от 58 пъти повече светлина от Spitzer, е планиран да вземе там, където Спицер спира.
Чандра все още функционира добре и учените очакват инструмента да бъде включен поне още десетилетие. В крайна сметка, може би след век, износеният телескоп вероятно ще се плъзне твърде близо до Земята и ще изгори в атмосферата. Но имаме още много светещи образи, които да очакваме с нетърпение преди това.
Абигейл Тъкър е писателка на Смитсониан .
Рентгеновата обсерватория в Чандра показа газ, нагряван от експлозии и от черна дупка. (NASA / CXC / UMass / D. Wand и др.) 
Центърът на нашата галактика Млечен път е още по-спиращ дъха, когато се разглежда като състав, съставен от данни от три космически инструмента, чувствителни към различни дължини на вълната. (NASA / CXC / UMass / D. Wand и др.) 
Космическият телескоп Spitzer събра инфрачервена светлина и откри облаци прах. (НАСА / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) 
Космическият телескоп Хъбъл, настроен на почти инфрачервения, разкри активни зони на образуване на звезди. (NASA / ESA / STScl / D. Wang и др.) 
Почти 12 години космическият телескоп Чандра наблюдава рентгеновите сигнатури на високоенергийни обекти. Мъглявината "Божия ръка", дълга 150 светлинни години, се образува от горещ газ, изваден от пулсар, или бързо въртяща се неутронна звезда. (NASA / CXC / SAO / P. Slane, и др.) 
Спиралната галактика NGC 4258 има две призрачно сини рамена, съдържащи газове, нагрявани от силни ударни вълни, продукт на частици, изхвърлени от черна дупка. (NASA / CXC / University of Maryland / AS Wilson et al.) 
Чандра превъзхожда в улавянето на хаоса. Астрономическа особеност, наречена Cas A, в съзвездието Касиопея, е взрив от отломки, разширяващи се с милиони мили в час; тя е била изстреляна от свръхнова, станала видима на Земята едва преди около 300 години. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage и др.) 
Мъглявината М17, най-ярката част от горното изображение, е документирана от астронома Чарлз Месиер през 1764 г. Телескопът Шпицър, фокусиран върху инфрачервеното лъчение, излъчван от нагрятия прах, е в състояние да вижда структури, свързани с мъглявината. (NASA / JPL-Caltech / M. Povich (Penn State University)) 
Въз основа на изображението, което се вижда отляво, астрономите смятат, че звездата BP Psc канибализира друга звезда или планета, тъй като е изчерпала горивото, удължавайки фазата си на червен гигант (както се вижда на илюстрацията вдясно). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner et al., Оптичен (UCO / Lick / STScl / M. Perrin и др.); Илюстрация: NASA / CXC / M. Weiss) 
Експлозия произведе мъглявината на Раците - зрелищна структура, която учените все още се опитват да разберат с помощта на телескопите Чандра и Спицър. (NASA / CXC / SAO / F.Seward; Optical: NASA / ESA / ASU / J.Hester & A.Loll; Инфрачервен: NASA / JPL-Caltech / Univ. Minn. / R.Gehrz) 
Домът на повече от 2200 звезди, регионът RCW 49 е тъмен и прашен район. Това изображение е направено на две различни дължини на вълната, за да подчертае нагрятите светещи газове. (НАСА / JPL-Caltech / Е. Чърцуел (Университет на Уисконсин - Медисън)) 
Като се гледа срещу инфрачервеното небе, телескопът Спицер може да надникне през спиралните рамена на далечни галактики, за да види къде се раждат звезди. (НАСА / JPL-Caltech) 
Рентгеновите лъчи от Чандра разкриват, че клъстерът, който заобикаля галактика М87, е изпълнен с горещ газ. (NASA / CXC / KIPAC / N. Werner, E. Million et al.) 
Разположена на около 11 000 светлинни години в съзвездието Стрелец, „змията“ (горе вляво) всъщност е дебел облак, достатъчно голям, за да погълне десетки слънчеви системи. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) 
Това изображение, направено от телескопа Спицър, заснема този регион, наречен W5 (на 6 500 светлинни години), където могат да се видят всички етапи на създаване на звезди. (NASA / JPL-Caltech / L. Allen & X. Koenig (Харвард-Смитсониан CfA)) 
Мъглявината Орион е друго горещо място за създаване на звезди; трапецовидният клъстер, ярките петна в центъра вдясно, са най-горещите звезди в региона. (NASA / JPL-Caltech / J. Stauffer (SSC / Caltech))
