Habla kosmiskā teleskops: astronomi Dalieties 17 labākās kosmosa fotogrāfijās

Šajā īpašajā īpašībā mēs esam uzaicinājuši top astronomus uzņemt Habla kosmosa teleskopa attēlu, kas tiem ir visnozīmīgākais. Izvēlētie attēli ne vienmēr ir krāsains krāšņums, kas aizpilda neskaitāmas „labākās” galerijas visā internetā, bet drīzāk to ietekme nāk no zinātnes atziņām, ko tās atklāj.

Tanya kalns, Viktorijas muzejs

Mans visu laiku iecienītākais astronomijas objekts ir Oriona miglājs - skaists un tuvumā esošs gāzes mākonis, kas aktīvi veido zvaigznes. Es biju vidusskolas students, kad es pirmo reizi redzēju miglāju caur nelielu teleskopu, un tas man deva tādu sasniegumu sajūtu, lai manuāli novirzītu teleskopu pareizajā virzienā un pēc taisnīgas medības, lai beidzot to izsekotu debesis (šajā teleskopā nebija automātiskas “go-to” pogas).

Protams, tas, ko es jau sen redzēju naktī, bija pārsteidzoši delikāts un vājš gāzes melns un balts mākonis. Viena no brīnišķīgajām lietām, ko Habla dara, ir atklāt visuma krāsas. Un šis Oriona miglāja attēls ir mūsu labākā iespēja iedomāties, kā tas izskatās, ja mēs, iespējams, varētu doties tur un redzēt to tuvāk.

Tik daudzi Hubble attēli ir kļuvuši par ikonu, un manis prieks ir redzēt tās skaistos attēlus, apvienojot zinātni un mākslu tādā veidā, kas piesaista sabiedrību. Ieeja manā birojā ietver milzīgu kopiju no šī attēla tapetes, kas veidota uz 4 m platas un 2,5 m garas sienas. Es varu jums pateikt, tas ir jauki veids, kā sākt katru darba dienu.

Michael Brown, Monash University

Comet Shoemaker Levy 9 fragmentu ietekme uz Jupiteru 1994. gada jūlijā bija pirmā reize, kad astronomiem bija iepriekš brīdinājums par planētu sadursmi. Daudzi no pasaules teleskopiem, tostarp nesen remontētais Habls, vērsa savu skatienu uz milzu planētu.

Komēta crash bija arī mana pirmā profesionālā pieredze novērošanas astronomijā. No frūgta kupola uz Stromlo kalna mēs cerējām, ka Jupitera pavadoņi atspoguļo gaismu no komēta fragmentiem, kas crashing Jupitera tālākajā pusē. Diemžēl no Jupitera pavadoņiem mēs neredzējām gaismu.

Tomēr Habls ieguva pārsteidzošu un negaidītu skatu. Ietekme uz Jupitera tālāko pusi radīja plūmes, kas bija tik tālu virs Jupitera mākoņiem, ka tās īsi parādījās no Zemes.

Kā Jupiters pagriezās uz tās ass, radās milzīgi tumši rētas. Katrs rēta bija komēta fragmenta ietekmes rezultāts, un daži rētas bija lielāki nekā mūsu mēness. Astronomiem visā pasaulē tas bija žokļa kritums.

Viljams Kurts, Aiovas Universitāte

Šis attēlu pāris rāda iespaidīgu ultravioletās aurora gaismas šovu, kas notika netālu no Saturnas ziemeļu pole 2013. gadā. Abi attēli tika paņemti tikai 18 stundu intervālā, bet tie liecina par auroras spilgtuma un formas izmaiņām. Mēs izmantojām šos attēlus, lai labāk izprastu, cik liela ir saules vēja ietekme uz aurorām.

Mēs izmantojām Habla fotogrāfijas, ko ieguvuši mani astronomu kolēģi, lai pārraudzītu auroras, izmantojot Cassini kosmosa kuģi, orbītā ap Saturnu, lai novērotu radiosignālus, kas saistīti ar gaismām. Mēs spējām noteikt, ka auroras spilgtums ir korelēts ar augstākām radio intensitātēm.

Tāpēc es varu izmantot Cassini nepārtrauktos radio novērojumus, lai pastāstītu, vai auroras ir aktīvas, pat ja mēs ne vienmēr redzam attēlus. Tas bija liels darbs, tostarp daudzi Cassini izmeklētāji un Zemes astronomi.

John Clarke, Bostonas universitāte

Šis Jupitera ziemeļu aurora tālā ultravioletais attēls parāda pastāvīgu Hubble zinātnisko instrumentu spējas uzlabošanos. Kosmosa teleskopa attēlveidošanas spektrogrāfijas (STIS) attēli pirmo reizi parādīja pilnu aurorālo emisiju diapazonu, ko mēs tikko sākām saprast.

Iepriekšējā Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) kamera bija parādījusi, ka Jupitera aurorālās emisijas rotē ar planētu, nevis tiek fiksētas ar saules virzienu, tāpēc Jupiters nerīkojās kā Zeme.

Mēs zinājām, ka bija aurora no mega-ampēru strāvām, kas plūst no Io gar magnētisko lauku līdz Jupiteram, bet mēs neesam pārliecināti, ka tas notiks ar citiem satelītiem. Kaut arī bija daudz Jupitera ultravioleto attēlu ar STIS, man tas patīk, jo tas skaidri parāda Jupitera pavadoņu Io, Europa un Ganymede magnētisko pēdu emisijas, un Io emisija skaidri parāda aurora aizkaru augstumu. Man tas izskatās trīsdimensiju.

Fred Watson, Austrālijas astronomijas observatorija

Labi apskatiet šos attēlus no planētas Plutona, kas rāda detalizētu informāciju par Habla spēju galējo robežu. Pēc dažām dienām viņi būs veci cepuri, un neviens nevēlēsies tos atkal aplūkot.

Kāpēc? Tā kā maija sākumā, New Horizons kosmosa kuģis būs pietiekami tuvs Plutonam, lai tās kameras atklātu labāku detaļu, jo kuģis tuvojās 14. jūlija satikšanās vietai.

Tomēr šī attēlu sērija, kas sākās 2000. gadu sākumā, ir devusi planētu zinātniekiem savu labāko ieskatu līdz šim, daudzveidīgās krāsas, kas atklāj izsmalcinātas Pluto virsmas ķīmijas variācijas. Šim dzeltenajam reģionam, kas ir redzams centrā, piemēram, ir lieko saldētu oglekļa monoksīdu. Kāpēc tas ir nezināms.

Habla attēli ir vēl jo ievērojamāki, ņemot vērā, ka Plutons ir tikai 2/3 mūsu mēness diametra, bet gandrīz 13 000 reižu tālāk.

Chris Tinney, Jaunās Dienvidvelsa universitāte

Es reizēm vilka savu sievu manā birojā, lai lepni parādīt viņai dažu attēlveidošanas novērojumu rezultātus, kas veikti Anglo-Austrālijas teleskopā ar (tad) jaunu un (tad) jaunāko 8,192 x 8,192 pikseļu attēlu. Attēli bija tik lieli, tie bija jāizdrukā uz vairākām A4 lappusēm un pēc tam jāapkaro kopā, lai izveidotu milzīgu melnbaltu karti no galaktiku kopas, kas aptvēra visu sienu.

Man bija sasmalcināts, kad viņa paņēma vienu izskatu un sacīja: "Izskatās pelējums."

Kas tikai iet parādīt labāko zinātne ne vienmēr ir prettiest.

Mans lielākais HST attēls ir vēl viens melnbalts attēls no 2012. gada, kas arī izskatās kā pelējums. Bet apglabāts attēla sirdī ir acīmredzami nenozīmīgs vājš punkts. Tomēr tas ir apstiprināts, ka atklāts ir aukstākais brūnā punduris, kas tika atklāts. Objekts, kas aizņem mazāk nekā 10 parsekus (32,6 gaismas gadus) prom no saules ar temperatūru aptuveni 350 Kelvina (77 grādi pēc Celsija) - aukstāks nekā tasi tējas!

Un līdz pat šai dienai tā paliek viens no aukstākajiem kompaktajiem objektiem, kurus esam atklājuši ārpus mūsu Saules sistēmas.

Lucas Macri, Teksasas A&M universitāte

2004. gadā es biju daļa no komandas, kas izmantoja Hablajā nesen instalēto Advanced Camera for Surveys (ACS), lai aplūkotu nelielu tuvumā esošas spirāles galaktikas diska reģionu (Mesjē 106) 12 atsevišķos gadījumos 45 dienu laikā. Šie novērojumi ļāva mums atklāt vairāk nekā 200 Cepheīda mainīgos, kas ir ļoti noderīgi, lai izmērītu attālumus līdz galaktikām un galu galā noteiktu Visuma izplešanās ātrumu (atbilstoši nosaukts par Habla konstantu).

Šī metode prasa pareizu Cepheid spilgtuma kalibrēšanu, ko var izdarīt Mesjē 106, pateicoties ļoti precīzam un precīzam attāluma no šīs galaktikas aprēķiniem (24,8 miljoni gaismas gadu, dod vai ņem 3%), kas iegūti, izmantojot ūdens novērojumus. mākoņi orbītā ap masīvo melno caurumu tās centrā (nav iekļauti attēlā).

Pēc dažiem gadiem es biju iesaistīts citā projektā, kas šos novērojumus izmantoja kā pirmo soli spēcīgā kosmiskā attāluma kāpnēs un noteica Habla konstantes vērtību ar kopējo nenoteiktību 3%.

Howard Bond, Pensilvānijas Valsts universitāte

Viens no manis visvairāk satrauktajiem attēliem, kaut arī tas nekad nav kļuvis slavens, bija mūsu pirmais gaismas gaisma ap dīvaino sprāgstvielu zvaigzni V838 Monocerotis. Tās izvirdums tika atklāts 2002.gada janvārī, un tās gaismas atbalss tika atklāts apmēram mēnesi vēlāk, gan no maziem zemes teleskopiem.

Lai gan gaisma no sprādziena ceļo taisni uz Zemi, tā arī iziet uz sāniem, atspoguļo netālu esošos putekļus un vēlāk nonāk Zemes, radot "atbalss".

Astronauti bija apkalpojuši Hubble 2002. gada martā, uzstādot jaunu uzlaboto kameru apsekojumiem (ACS). Aprīlī mēs bijām pirmie, kas izmantoja ACS zinātnes novērojumiem.

Es vienmēr gribēju domāt, ka NASA kaut kā zināja, ka V838 gaisma bija ceļā uz mums no 20 000 gaismas gadiem, un ACS tika uzstādīta tieši laikā! Attēls, pat tikai vienā krāsā, bija pārsteidzošs. Mēs esam ieguvuši daudz vairāk Habla novērojumu par atbalss turpmākajā desmitgadē, un tie ir daži no visspilgtākajiem visiem un ļoti slaveni, bet es joprojām atceros, ka es biju satraukts, kad es redzēju šo pirmo.

Philip Kaaret, Iovas Universitāte

Galaktikas veido zvaigznes. Dažas no šīm zvaigznēm izbeidz savu “normālo” dzīvi, sabrūkot melnajos caurumos, bet pēc tam sāk jaunu dzīvi, jo spēcīgi rentgena staru izstarotāji, kas darbina ar gāzi, izsūc pie pavadonis.

Ieguvu šo Habla attēlu (sarkanā krāsā) no Medūzas galaktikas, lai labāk izprastu attiecības starp melnā cauruma rentgena binārijām un zvaigžņu veidošanu. Medūzas pārsteidzošs izskats rodas tāpēc, ka tas ir sadursme starp divām galaktikām - “mati” ir vienas galaktikas paliekas, kuras saplīst otras puses smagums. Zilā attēlā redzami rentgenstari, kas attēloti ar Chandra rentgena novērošanas centru. Zilie punkti ir melnā cauruma binārijas.

Agrāk veiktais darbs liecināja, ka rentgena bināru skaits ir vienkārši proporcionāls ātrumam, kādā uzņēmējas galaktika veido zvaigznes. Šie Medusa attēli ļāva mums parādīt, ka tas pats sakrīt pat galaktikas sadursmju vidū.

Mike Eracleous, Pensilvānijas Valsts universitāte

Daži no Habla kosmosa teleskopa attēliem, kas man ļoti pievilcīgi liecina par mijiedarbojošām un apvienojošām galaktikām, piemēram, antenu (NGC 4038 un NGC 4039), pelēm (NGC 4676), Cartwheel galaktiku (ESO 350-40) un daudzi citi bez segvārdiem.

Tie ir iespaidīgi piemēri vardarbīgiem notikumiem, kas ir izplatīti galaktiku attīstībā. Attēli sniedz mums izsmalcinātu informāciju par to, kas notiek šo mijiedarbību laikā: galaktiku izkropļošana, gāzes novirzīšana uz saviem centriem un zvaigznes veidošanās.

Es uzskatu, ka šie attēli ir ļoti noderīgi, kad es plašai sabiedrībai izskaidroju savu pētījumu kontekstu, gāzu uzkrāšanos supermassīvos melnos caurumos šādu galaktiku centros. Īpaši veikls un noderīgs ir video, ko Frank Summers sastādījis Kosmiskā teleskopa zinātnes institūtā (STScI), ilustrējot to, ko mēs mācāmies, salīdzinot šādus attēlus ar galaktikas sadursmju modeļiem.

Michael Drinkwater, Kvīnslendas Universitāte

Mūsu labākās datoru simulācijas mums parāda, ka galaktikas aug, saduroties un apvienojoties. Līdzīgi mūsu teorijas mums saka, ka tad, kad saduras divas spirālveida galaktikas, tām ir jāveido liela elipsveida galaktika. Bet patiesībā tas ir vēl viens stāsts!

Šis skaistais Habla attēls ir izveidojis galaktikas sadursmi darbībā. Tas nenozīmē, ka mūsu prognozes ir labas, bet tas ļauj mums sākt detaļu izstrādi, jo tagad varam redzēt, kas patiesībā notiek.

Gāzes mākoņi saduras un milzīgi izkropļojumi, kas rodas, kad spirāles ieroči saplīst, ir jauni zvaigžņu veidojumi. Mums ir ilgs ceļš, lai mēs pilnībā saprastu, cik lielas galaktikas veidojas, bet tādi attēli ir vērsti.

Roberto Soria, ICRAR-Curtin universitāte

Tas ir visaugstākās izšķirtspējas skats uz kolimētu reaktīvo dzinēju, ko darbina supermassīvs melns caurums galaktikas M87 kodolā (lielākā galaktika Jaunavas klasterī, 55 miljoni gaismas gadu no mums).

Strūklas dzinumi no karstā plazmas apgabala, kas apņem melno caurumu (augšējā kreisajā pusē), un mēs redzam, ka tas straumē pa galaktiku vairāk nekā 6000 gaismas gadu. Baltā / purpura gaisma gaisā šajā apdullināšanas attēlā tiek radīta elektronu plūsmā, kas spirālē ap magnētiskā lauka līnijām ar ātrumu aptuveni 98% no gaismas ātruma.

Melno caurumu enerģijas budžeta izpratne ir sarežģīta un aizraujoša astrofizikas problēma. Kad gāze nokļūst melnajā caurumā, milzīgs enerģijas daudzums tiek izdalīts redzamas gaismas, rentgena staru un elektronu un positronu strūklu veidā, kas ceļo gandrīz pie gaismas ātruma. Ar Hablu mēs varam izmērīt melnā cauruma lielumu (tūkstoš reižu lielāks nekā mūsu galaktikas melnais caurums), tā strūklas enerģiju un ātrumu, kā arī magnētiskā lauka struktūru, kas to kolimē.

Jane Charlton, Pensilvānijas Valsts universitāte

Kad mans Habla kosmosa teleskopa priekšlikums tika pieņemts 1998. gadā, tas bija viens no manas dzīves lielākajiem aizraušanās. Iedomājieties, ka manā teleskops uztver Stephan's Quintet, satriecošu kompaktu galaktiku grupu!

Nākamajos miljardos gadu Stephan's Quintet galaktikas turpinās savu majestātisko deju, vadoties pēc viena otras gravitācijas piesaistes. Galu galā viņi apvienosies, mainīs savas formas un kļūs par vienu.

Kopš tā laika mēs esam novērojuši vairākas citas kompaktu galaktiku grupas ar Hablu, bet Stephan's Kvintets vienmēr būs īpašs, jo tā gāze ir atbrīvota no galaktikām un iedegas dramatisku starpgalaktisko zvaigžņu veidošanās. Kāda ir laba lieta, lai dzīvotu laikā, kad mēs varam uzbūvēt Hubble un virzīt mūsu prātus, lai apskatītu šo signālu nozīmi no mūsu Visuma. Paldies visiem varoņiem, kas izgatavoja un uzturēja Habulu.

Geraint Lewis, Sidnejas Universitāte

Kad Habla sākās 1990. gadā, es sāku savu doktora grādu. pētījumi par gravitācijas lēcām, masu izliekums gaismas staru ceļiem, kad tie ceļo pa Visumu.

Habla attēla par masveida galaktikas klasteri, Abell 2218, rada šo gravitācijas lēcu asu fokusu, atklājot, kā klasterī sastopamais masīvais tumšās vielas daudzums - kas saista daudzus simtus galaktiku kopā - palielina gaismas avotu daudzas reizes vairāk tālu.

Kad jūs skatāties dziļi attēlā, šie augsti palielinātie attēli ir redzami kā garas plānas svītras, izkropļoti skati par bērnu galaktikām, ko parasti nav iespējams atklāt.

Tas dod jums pauzi domāt, ka tādi gravitācijas lēcas, kas darbojas kā dabiskie teleskopi, izmanto gravitācijas vilcienu no neredzamiem materiāliem, lai atklātu pārsteidzošu visuma detaļu, ko mēs parasti nevaram redzēt!

Rachel Webster, Melburnas Universitāte

Gravitācijas lēca ir ārkārtas izpausme masas ietekmei uz kosmosa laika formu mūsu Visumā. Būtībā, ja ir masa, telpa ir izliekta, un tādā veidā attālumi aplūkotie objekti, ārpus šīm masu struktūrām, ir izkropļoti.

Tas ir nedaudz kā mirāža; patiešām tas ir termins franču valodas izmantošanai šim nolūkam. Habla kosmiskā teleskopa pirmajās dienās parādījās attēls par masveida galaktiku klastera lēcām: tiny fona galaktikas tika izstieptas un izkropļotas, bet aptvēra klasteri, gandrīz kā roku pāris.

Es biju apdullināts. Tas bija veltījums teleskopa ārkārtējai izšķirtspējai, kas darbojās tālu virs Zemes atmosfēras. Skatoties no zemes, šie ārkārtīgi plānie galaktiskās gaismas wisps būtu izsmērēti un nebūtu atšķirami no fona trokšņa.

Mana trešā gada astrofizikas klase iepazīstināja ar Habla 100 lielākajiem šāvieniem, un viņus visvairāk pārsteidza ārkārtas, bet patiesās gāzes mākoņu krāsas. Tomēr es nevaru iet garām attēlam, kas atspoguļo masas ietekmi uz mūsu visuma audumu.

Kim-Vy Tran, Texas A&M

Ar vispārējo relativitāti Einšteins apgalvoja, ka jautājums maina telpas laiku un var saliekt gaismu. Aizraujošas sekas ir tādas, ka ļoti masīvie priekšmeti Visumā palielinās gaismu no attālām galaktikām, būtībā kļūstot par kosmiskiem teleskopiem.

Ar Habla kosmosa teleskopu mēs esam izmantojuši šo spēcīgo spēju atgriezties atpakaļ, lai meklētu pirmās galaktikas.

Šis Habla attēls rāda galaktiku stropu, kam ir pietiekami daudz masas, lai saliektu gaismu no ļoti tālām galaktikām spilgtās lokos. Mans pirmais projekts kā absolvents bija šo ievērojamo objektu izpēte, un es joprojām izmantoju Hubble šodien, lai izpētītu galaktiku raksturu kosmiskā laikā.

Alan Duffy, Swinburne Technology University

Cilvēka acīm nakts debesis šajā attēlā ir pilnīgi tukšas. Neliels apgabals, kas nav biezāks par rīsu graudu garumu. Habla kosmiskā teleskops tika vērsts uz šo reģionu 12 pilnas dienas, ļaujot gaismai nonākt detektoros un lēnām, pa vienam, parādījās galaktikas, līdz viss attēls bija piepildīts ar 10000 galaktikām, kas stiepjas visā visumā.

Tuvākie ir niecīgi sarkani punktiņi desmitiem miljardu gaismas gadu attālumā, kas aizsākās tikai dažu simtu miljonu gadu laikā pēc lielā sprādziena. Šī atsevišķā attēla zinātniskā vērtība ir milzīga. Tā revolucionizēja mūsu teorijas gan par to, kā var veidoties agrīnās galaktikas, gan par to, cik ātri tās varētu augt. Mūsu Visuma vēsture, kā arī bagātīgā galaktikas formu un izmēru dažādība ir iekļauta vienā attēlā.

Manuprāt, tas, kas patiešām padara šo attēlu ārkārtas, ir tas, ka tas sniedz ieskatu mūsu redzamā Visuma mērogā. Tik daudz galaktiku tik mazā teritorijā nozīmē, ka visā nakts debesīs ir 100 tūkstoši miljonu galaktiku. Viena visa galaktika katrai zvaigznei mūsu Piena ceļā!

James Bullock, Kalifornijas Universitāte, Irvine

Tieši tas ir Hubble. Viens, uzmundrinošs skatījums var tik daudz atklāt mūsu Visumu - tā tālā pagātne, tās pastāvīgā montāža un pat galvenie fiziskie likumi, kas to visu sasaista.

Mēs skatāmies cauri sirdī esošai galaktiku kopai. Šīs kvēlojošās baltās bumbiņas ir milzīgas galaktikas, kas dominēja klastera centrā. Paskatieties ciešāk, un jūs redzēsiet, ka no tām izvilktas izkliedētas baltās gaismas šķembas! Klasteris darbojas kā gravitācijas blenderis, kas daudzas atsevišķas galaktikas saplūst vienā zvaigznīte.

Bet pats klasteris ir tikai pirmā atklātā kosmiskā stāsta nodaļa. Skatiet šos vājos zilos gredzenus un lokus? Tie ir citu galaktiku, kas atrodas tālu attālumā, izkropļotie attēli.

Klastera milzīgā smaguma pakāpe liek telpai ap to šķērsot. Tā kā no attālām galaktikām iziet gaisma, tā ir spiesta saliekties dīvainās formās, piemēram, deformētais palielināmais stikls kropļo un atdzīvinātu mūsu redzējumu par vāju sveci. Pateicoties mūsu izpratnei par Einšteina vispārējo relativitāti, Habla izmanto klasteri kā gravitācijas teleskopu, ļaujot mums redzēt tālāk un aizraujošāku nekā jebkad agrāk. Mēs meklējam tālu atpakaļ, lai redzētu galaktikas, jo tās bija pirms vairāk nekā 13 miljardiem gadu!

Kā teorētiķis es gribu saprast galaktiku pilnu dzīves ciklu - kā viņi ir dzimuši (mazi, zili, pārraujoši ar jaunām zvaigznēm), kā viņi aug, un galu galā, kā viņi mirst (liels, sarkans, izbalējis ar seno gaismu) zvaigznes). Habla ļauj mums savienot šos posmus. Dažas no vājākajām, tālākajām galaktikām šajā attēlā ir paredzētas kļūt par monstru galaktikām, piemēram, tām, kas priekšplānā mirdz baltā krāsā. Mēs redzam tālu pagātni un tagadni vienā krāšņajā attēlā.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Tanya kalna sarunā ar autoriem 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 un William Kurth. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.