Nogādājot saredzēt spēju tālu aiz mūsu senču iztēles robežām,
šie brīnišķie instrumenti, teleskopi, paver ceļu
uz dziļāku un pilnīgāku izpratni par dabu. - Renē Dekarts, 1637
Tūkstošiem gadu cilvēce raudzījās valdzinošajās nakts debesīs,
nezinot, ka citas Mūsu Galaktikas zvaigznes ir tādas pašas kā Saule
ne to, ka pārējo Visumu veido miljardi citu galaktiku,
ne to, ka mēs esam tikai neliels punkts Visuma
13,7 miljardu gadu ilgajā vēsturē.
Kamēr vienīgi acis bija mūsu novērojumu instrumenti, mums nebija iespējas
ne atrast planētu sistēmas ap citām zvaigznēm, ne noteikt,
vai citur Visumā eksistē dzīvība.
Šodien mēs esam nogājuši tālu ceļu, lai atklātu daudzus
Visuma noslēpumus, dzīvojot, iespējams, visnozīmīgākajā
astronomisko atklājumu laikmetā.
Es esmu Doktors Džei un es būšu jūsu gids stāstā par teleskopu -
apbrīnojamu instrumentu, kas atvēris cilvēcei
durvis uz Visumu.
SKATIENI VISUMÂ Teleskopam - 400
1. Jauni debesu apvāršņi
Pirms četriem gadsimtiem, 1609.gadā, kāds cilvēks devās
uz laukiem netālu no savas mājas.
Viņš pavērsa sevis paša izgatavoto teleskopu uz Mēnesi, planētām un zvaigznēm.
Viņu sauca Galileo Galilejs.
Astronomija vairs nebija tāda kā agrāk.
Šodien, 400 gadus pēc tam, kad G.Galilejs pirmo reizi pavērsa teleskopu pret debesīm,
astronomi debess izpētei izmanto milzīgus spoguļus attālās kalnu virsotnēs.
Radio teleskopi uztver vājus čukstus no Visuma.
Zinātnieki pat ir palaiduši teleskopus kosmosā
augstu virs mūsu atmosfēras, kas rada traucējošus efektus.
Un skats ir elpu aizraujošs!
Patiesībā G.Galilejs neizgudroja teleskopu.
Šis panākums pieder Hansam Liperšejam, mazāk pazīstamam
holandiešu-vācu izcelsmes briļļu meistaram.
Tomēr Hanss Liperšejs ne reizi neizmantoja teleskopu, lai paraudzītos zvaigznēs.
Tā vietā viņš uzskatīja, ka viņa jaunais izgudrojums galvenokārt būs noderīgs
jūras braucējiem un kareivjiem.
Liperšejs nāca no Midelburgas, tājā laikā lielas tirdzniecības pilsētas
jaunajā Holandes Republikā.
1608.gadā Liperšejs atklāja, ka skatoties uz attālu objektu
caur izliektām un ieliektām lēcām, šis objekts izskatās palielināts, ja
divas lēcas tiek novietotas pareizajā attālumā viena no otras.
Tā piedzima teleskops!
1608.gada septembrī Liperšejs savu jauno izgudrojumu parādīja
Nīderlandes princim Morisam.
Vēl piemērotāku brīdi viņš nevarētu vēlēties, jo
tajā laikā Nīderlande bija iesaistījusies
80 gadu karā ar Spāniju.
Jaunais tālskatis varēja palielināt objektus un tādējādi atklāt
ienaidnieka kuģus un karaspēkus, kas atradās pārāk tālu, lai tos saskatītu
ar neapbruņotu aci.
Patiesi, ļoti noderīgs izgudrojums!
Tomēr Holandes valdība nepiešķīra Liperšejam teleskopa patentu.
Iemesls bija tāds, ka arī citi tirgotāji pieprasīja izgudrotāju tiesības,
it sevišķi Liperšeja sāncensis Zaharija Jansens.
Strīds tā arī netika atrisināts.
Līdz pat mūsdienām patiesā teleskopa izcelsme ir noslēpumu klāta.
Itāļu astronoms Galileo Galilejs, modernās fizikas tēvs,
izdzirdēja par teleskopu un nolēma uzbūvēt tādu pats.
Aptuveni pirms desmit mēnešiem mani sasniedza ziņas, ka kāds
flāms ir izveidojis tālskati, ar kura palīdzību objekti,
kas atrodas ļoti tālu no novērotāja, kļūst skaidri saskatāmi,
it kā tie atrastos pavisam tuvu.
G.Galilejs bija sava laika lielākais zinātnieks.
Viņš arī ļoti atbalstīja jauno pasaules uzskatu, ko pārstāvēja
poļu astronoms Nikolajs Koperniks, kurš uzskatīja, ka
Zeme riņķo ap Sauli, nevis otrādi.
Balstoties uz dzirdēto par holandiešu teleskopu, Galilejs
izveidoja pats savus instrumentus.
Tiem bija daudz labāka kvalitāte.
Beidzot, netaupot ne darbu, ne izmaksas, es guvu panākumus
un uzbūvēju sev tik lielisku instrumentu, ka
ar to novērotie objekti izskatījās gandrīz tūkstošs
reižu lielāki, nekā novērojot ar dabas doto redzi.
Bija pienācis laiks izmēģināt savu teleskopu debesīs.
Esmu nonācis pie uzskatiem un pārliecības, ka Mēness
virsma nav gluda, viendabīga un precīzi sfēriska.
Pretēji daudzu filosofu uzskatiem,
tā ir nelīdzena, rupja un dobumu un izciļņu klāta,
līdzinoties Zemes virsmai.
Krāteru, kalnu un ieleju veidota ainava.
Gluži, kā mūsu pasaule!
Dažas nedēļas vēlāk, 1610.gada janvārī, G.Galilejs paskatījās uz Jupiteru.
Netālu no planētas viņš pamanīja četrus gaišus punktus, kuri mainīja
savu atrašanos debesīs ik nakti kopā ar Jupiteru.
Tas līdzinājās ap planētu riņķojošu pavadoņu lēnam kosmiskam baletam.
Šie četri gaismas punkti tika nosaukti par
Jupitera Galileja pavadoņiem.
Ko vēl ir atklājis Galilejs?
Venēras fāzes!
Gluži kā Mēness Venēra aug un dilst no sirpja
līdz pilnai un atpakaļ.
Savādi piedēkļi abās Saturna pusēs.
Tumši plankumi uz Saules virsmas.
Un, protams, zvaigznes.
Tūkstošiem, varbūt pat miljoniem.
Ikviena pārāk vāja, lai to saskatītu ar neapbruņotu aci.
Likās it kā cilvēcei pēkšņi būtu noņemts acu aizsegs.
Tur ārā bija vesels Visums, ko atklāt.
Eiropā jaunumi par teleskopu izplatījās zibens ātrumā.
Prāgā, imperatora Rūdolfa II galmā Johans Keplers
uzlaboja instrumenta konstrukciju.
Antverpenē holandiešu kartogrāfs Mihails van Langrens izveidoja
pirmās ticamās Mēness kartes, kas attēloja to, ko viņš uzskatīja
par kontinentiem un okeāniem.
Johans Hevelijs, turīgs Polijas aldaris, būvēja milzīgus
teleskopus savai observatorijai Dancigā.
Observatorija bija tik liela, ka tā stiepās pāri trīs jumtiem!
Tomēr labākos tā laika instrumentus droši vien būvēja
Kristians Haigenss Nīderlandē.
1655.gadā Haigenss atklāja Saturna lielāko pavadoni Titānu.
Pēc dažiem gadiem viņa novērojumi atklāja Saturna gredzenu sistēmu,
kaut ko, ko Galilejs tā arī nesaprata.
Beidzamais, bet tik pat svarīgs ir tas, ka Haigenss redzēja tumšas vietas un gaišas
polārās cepures uz Marsa.
Vai uz šīs tālās un svešās pasaules varētu pastāvēt dzīvība?
Jautājums, kas nodarbina astronomus līdz pat šodienai.
Pirmie teleskopi visi bija refraktori, kuri izmantoja
lēcas, kas sakopoja zvaigžņu gaismu.
Vēlāk lēcas aizvietoja ar spoguļiem.
Šo reflektora tipa teleskopu pirmais uzbūvēja Nikolo Zuči.
Vēlāk to pilnveidoja Īzaks Ņūtons.
18.gadsimta beigās pasaulē lielākos spoguļus
izveidoja Viljams Heršels, ērģelnieks, kurš kļuva par astronomu
un strādāja kopā ar savu māsu Karolīnu.
Savā mājā Bātā, Anglijā Heršeli ielēja karstu
šķidru metālu formā un, kad tas atdzisa,
viņi nopulēja virsmu tā, lai tā atstarotu zvaigžņu gaismu.
Savas dzīves laikā Heršels uzbūvēja vairāk nekā 400 teleskopus.
Lielākais bija tik milzīgs, ka vajadzēja četrus kalpus, kas
darbināja visas virves, riteņus un trīšus, ar kuru
palīdzību varēja izsekot zvaigžņu kustībai nakts debesīs,
ko patiesībā rada Zemes rotācija.
Tagad Heršels bija kā topogrāfs, kurš skenēja debesis un
kataloģizēja simtiem jaunu miglāju un dubultzvaigžņu.
Viņš arī atklāja, ka Piena Ceļam ir jābūt kā plakanam diskam.
Viņš pat noteica Saules sistēmas pārvietošanos šajā diskā,
novērojot zvaigžņu un planētu relatīvo kustību.
Un tad, 1781.gada 13.martā, viņš atklāja jaunu planētu - Urānu.
Tas notika vairāk nekā 200 gadus pirms NASA kosmiskais aparāts Voyager 2
deva iespēju astronomiem palūkoties tuvumā uz šo tālo pasauli.
Leknajos un auglīgajos Īrijas laukos trešais Roses grāfs
Viljams Pārsons uzbūvēja 19.gadsimta lielāko teleskopu.
Ar savu milzīgo 1.8 metru diametra metāla spoguli
tas kļuva pazīstams kā "Pārsontaunas Milzenis".
Skaidrās bezmēness naktīs grāfs apsēdās pie okulāra
un uzsāka ceļojumu cauri Visumam.
Uz Oriona miglāju - kā tagad zināms, zvaigžņu inkubatoru.
Uz noslēpumaino Krabja miglāju - pārnovas sprādziena atliekām.
Un Atvara miglājs?
Lords Rose bija pirmais, kurš pamanīja tā majestātisko spirālveida formu.
Galaktika, gluži kā mūsējā, ar sarežģītiem tumšu putekļu un mirdzošas gāzes mākoņiem,
miljardiem zvaigžņu un varbūt
pat ar planētām līdzīgām Zemei.
Teleskops bija kļuvis par mūsu kuģi Visuma izpētei.
2. Jo lielāks, jo labāk
Naktī jūsu acis pielāgojas tumsai.
Jūsu acu zīlītes paplašinās, lai ļautu acīs vairāk iekļūt gaismai.
Tā rezultātā jūs redzat blāvākus objektus un mazāk spožas zvaigznes.
Tagad iedomājieties, ka jūsu acu zīlīšu diametrs būtu viens metrs.
Jūs izskatītos diezgan dīvaini, taču jums būtu arī pārdabiska redze!
Un tas ir tas, ko jums dod teleskops.
Teleskops ir kā piltuve.
Tā galvenā lēca vai spogulis savāc zvaigžņu gaismu un nogādā to jūsu acī.
Jo lielāka teleskopa lēca vai spogulis, jo blāvākus objektus varat saskatīt.
Tātad izmērs patiešām ir visbūtiskākais.
Taču, cik lielu iespējams uzbūvēt teleskopu?
Patiesībā ne pārāk lielu, ja tas ir refraktors.
Zvaigžņu gaismai ir jāiet cauri objektīva lēcai.
Tādēļ to iespējams piestiprināt teleskopam tikai aiz tās malas.
Taču, ja lēcu izveido pārāk lielu, tā kļūst pārāk smaga un sāk deformēties no savas masas.
Tas, savukārt, nozīmē, ka attēls būs izkropļots.
Vēsturiski lielākais refraktors tika pabeigts 1897. gadā Jerkīzas (Yerkes) observatorijā netālu no Čikāgas.
Tā objektīva lēcas diametrs bija nedaudz vairāk kā viens metrs.
Taču tā korpuss bija neticamus 18 metrus garš.
Ar Jerkīzas teleskopa pabeigšanu refraktoru konstruktori bija praktiski sasnieguši šo teleskopu izmēru robežu.
Vēlaties lielākus teleskopus?
Padomājiet par spoguļiem!
Reflektoru teleskopos zvaigžņu gaisma atstarojas no spoguļa nevis iet caur lēcu.
Tas nozīmē, ka jūs varat izveidot par lēcu daudz plānāku spoguli, turklāt to piestiprināt no aizmugures.
Tādējādi ir iespējams izveidot par lēcām daudz lielākus spoguļus.
Pirmie lielie spoguļteleskopi tika uzstādīti pirms viena gadsimta Kalifornijas dienvidos.
Tajā laikā Vilsona kalns bija attāla virsotne mežonīgā Sengabriela kalnu apvidū.
Debesis bija skaidras un naktis - tumšas.
Tieši tur Džordžs Ellerijs Heils uzbūvēja 1,5 metru teleskopu.
Tas bija mazāks, taču daudz kvalitatīvāks par Lorda Rosses vairs neizmantoto Milzi.
Tāpat arī vieta bija daudz labāka.
Heils pierunāja vietējo biznesmeni Džonu Hūkeru finansēt 2,5 metru teleskopu.
Vilsona kalnā tika nogādāts tonnām stikla un kniedēta tērauda.
Hūkera teleskops tika pabeigts 1917. gadā.
Tas bija lielākais teleskops pasaulē vēl nākamos 30 gadus.
Liels kosmiskās artilērijas ierocis, kas gatavs uzbrukt Visumam.
Un tas uzbruka.
Līdz ar ievērojamo jaunā teleskopa izmēru
nāca arī izmaiņas attēla iegūšanā.
Astronomi vairs nelūkojās caur jaunā giganta okulāru.
Tā vietā gaisma vairākas stundas tika vākta uz fotoplatēm.
Nekad iepriekš neviens nebija ielūkojies tik dziļi kosmosā.
Spirālveidīgie miglāji izrādījās piepildīti ar atsevišķām zvaigznēm.
Vai tās varētu būt izpletušās tādas zvaigžņu sistēmas, kā mūsu Piena Ceļš?
Andromedas miglājā Edvīns Habls atklāja īpašu zvaigžņu veidu,
kas maina savu spožumu ar pulksteņa precizitāti.
Izmantojot savus novērojumus, Habls spēja noteikt attālumu līdz Andromedas miglājam:
gandrīz miljons gaismas gadu.
Spirālveida miglāji, kā, piemēram, Andromeda tātad bija atsevišķas patstāvīgas galaktikas.
Taču tā nebija vienīgā neticamā lieta.
Izrādījās, ka lielākā daļa šo galaktiku virzās prom no Piena Ceļa.
Vilsona kalnā Habls atklāja, ka tuvējās galaktikas attālinās ar nelielu ātrumu,
taču tālākās galaktikas attālinās daudz lielākā tempā.
Secinājums?
Visums izplešas.
Hūkera teleskops zinātniekiem bija devis vispamatīgāko astronomijas atklājumu 20. gadsimtā.
Pateicoties teleskopam, mēs esam izsekojuši Visuma vēsturei.
Visums radās nedaudz mazāk kā pirms 14 miljardiem gadu
ar lielu vielas un enerģijas sprādzienu laikā un telpā, ko
sauc par Lielo Sprādzienu
Niecīgi kvantu vilnīši kļuva par blīviem savienojumiem pirmatnējā daļiņu brūvējumā.
No tiem kondensējās galaktikas.
Iespaidīgā izmēru un formu dažādībā.
Kodolreakcijas zvaigžņu kodolos veidoja jaunus atomus.
Oglekli, skābekli, dzelzi, zeltu.
Pārnovu sprādzieni izgrūda šos smagos elementus atpakaļ kosmosā.
Tā radās bāzes materiāls jaunām zvaigznēm.
Un planētas!
Reiz kaut kur kaut kādā veidā no vienkāršām organiskām molekulām radās dzīvi organismi
Dzīvība ir viens no vienmēr evolucionējošā Visuma brīnumiem.
Mēs esam zvaigžņu putekļi.
Tā ir dižena vīzija un aizraujošs stāsts,
kas nonācis pie mums, pateicoties teleskopu novērojumiem.
Iedomājieties! Bez teleskopa mēs zinātu tikai aptuveni sešas planētas,
vienu pavadoni un dažus tūkstošus zvaigžņu.
Astronomija joprojām būtu zīdaiņa autiņos.
Kā uz apslēptiem dārgumiem Visuma priekšposteņi ir norādījuši
uz sensenu laiku dēkainumu.
Prinči un ietekmīgas personas gan politikā, gan rūpniecībā līdzīgi kā zinātnes cilvēki
ir izjutuši kartē neatzīmētu kosmosa jūru vilinājumu, un līdz ar viņu nodrošināšanu
ar instrumentiem, izpētes sfēra ir strauji paplašinājusies.
Džordžam Ellerijam Heilam bija viens pēdējais sapnis:
uzbūvēt teleskopu, kas ir divreiz lielāks par iepriekšējo rekordistu.
Sasveicinieties ar diženo, veco 20. gadsimta astronomijas lēdiju!
Piecu metru Heila teleskopu Palomara kalnā.
Vairāk kā piecsimt tonnu tik precīzi balansētas kustināmas masas,
ka tas kustas graciozi kā balerīna.
Tā 40 tonnu smagais spogulis atklāj 40 miljonu reižu blāvākas zvaigznes nekā ar neapbruņotu aci saskatāmās.
Pabeigts 1948. gadā, Heila teleskops deva mums nepārspējamu skatu uz planētām,
zvaigžņu kopām, miglājiem, galaktikām, kā arī
milzīgo Jupiteru ar tā daudzajiem pavadoņiem,
pārsteidzošo Liesmu miglāju.
blāvajām gāzes strūklām Oriona miglājā.
Taču vai mēs tomēr varētu iet vēl tālāk?
Padomju astronomi mēģināja to izdarīt pagājušā gadsimta 70. gadu beigās.
Augstu Kaukāza kalnos viņi uzbūvēja Lielo azimutālo teleskopu,
kas dižojās ar galveno spoguli 6 metru diametrā.
Taču tas nekad nepiepildīja uz to liktās cerības.
Tas vienkārši bija par lielu, dārgu un sarežģītu.
Vai teleskopu konstruktoriem šajā brīdī bija jāpadodas?
Vai viņiem bija jāatmet savi sapņi par vēl lielākiem instrumentiem?
Vai teleskopu vēsture bija nonākusi līdz pāragrām beigām?
Protams, nē!
Šobrīd darbojas vairāki 10 metru teleskopi.
Un vēl lielāki atrodas uz rasējamā dēļa.
Kāds bija risinājums?
Jaunas tehnoloģijas.
3. Palīdz tehnoloģija
Tāpat kā modernās automašīnas vairs neizskatās kā Ford T modelis, tāpat arī
mūsdienu teleskopi ievērojami atšķiras no saviem klasiskajiem priekštečiem,
tādiem kā 5 metru Heila (Hale) teleskops.
Vispirms jau to montējums ir daudz mazāks.
Vecmodīgais ir ekvatoriālais montējums, kuram viena ass
vienmēr ir konstruēta paralēli Zemes rotācijas asij.
Lai sekotu debess diennakts kustībai, teleskopam ir
jāgriežas ap šo asi ar tādu pašu ātrumu, kā rotē Zeme.
Tas ir vienkāršs montējums, taču aizņem daudz vietas.
Modernie azimutālie montējumi ir daudz kompaktāki.
Ar šādu montējumu teleskops tiek notēmēts līdzīgi kā lielgabals.
Jāizvēlas tikai objekta azimuts un augstums, un uz priekšu.
Bet rodas problēma kompensēt debess diennakts kustību.
Teleskopam ir jāspēj rotēt ap abām asīm, pie tam ar mainīgiem ātrumiem.
Būtībā tas kļuva iespējams tikai pēc datorizētu teleskopa kontroles sistēmu ieviešanas.
Mazāka izmēra konstrukcija ir lētāk uzbūvējama.
Turklāt, tā ir ievietojama mazākā kupolā, kas vēl vairāk samazina izmaksas
un uzlabo attēla kvalitāti.
Aplūkosim, piemēram, dubulto Keka (Keck) teleskopu Havaju salās.
Kaut arī to 10 metru spoguļi ir divreiz lielāki kā
Heila teleskopam, tie tomēr ir ievietojami mazākos kupolos
salīdzinājumā ar Palomāras (Palomar) kalna observatoriju.
Arī teleskopu spoguļi ir attīstījušies.
Agrāk tie bija biezi un smagi.
Tagad tie ir plāni un viegli.
Spoguļu korpusi, kas var būt vairākus metrus lieli, tiek atlieti gigantiskās rotējošās krāsnīs.
Un to biezums nepārsniedz 20 centimetrus.
Komplicēta atbalsta konstrukcija pasargā plāno spoguli
no saplaisāšanas sava paša svara ietekmē.
Datoru kontrolēti virzuļi un pievadi palīdz saglabāt spoguļus
nevainojamā formā.
Šādu sistēmu sauc par aktīvo optiku.
Tās būtība ir kompensēt un izlabot jebkuras gravitācijas, vēja vai temperatūras izmaiņu radītās
galvenā spoguļa deformācijas.
Tagad plānā spoguļa svars ir arī daudz mazāks.
Tas nozīmē, ka visa atbalsta konstrukcija, ieskaitot montējumu,
var būt daudz kompaktāka, vieglāka
un lētāka.
Šis ir 3,6 metru Jaunās tehnoloģijas teleskops (New Technology Telescope – NTT),
kuru uzbūvēja Eiropas astronomi 1980. gadu beigās.
Tas kalpoja kā izmēģinājuma paraugs daudzām modernajām tehnoloģijām
teleskopu būvē.
Pat teleskopa novietne atšķiras no tradicionālajiem kupoliem.
Jaunās tehnoloģijas teleskops bija ļoti veiksmīgs.
Pienāca laiks pārvarēt 6 metru teleskopu barjeru.
Maunakea (Mauna Kea) observatorija atrodas Klusā okeāna augstākajā punktā
4200 metrus virs jūras līmeņa.
Havaju salu pludmalēs tūristiem patīk izbaudīt Sauli un sērfošanu.
Bet augstu virs viņiem astronomi saskaras ar ledainām temperatūrām
un augstuma slimību, meklējot Visuma noslēpumu atrisinājumus.
Keka teleskopi ir vieni no lielākajiem pasaulē.
To spoguļu izmērs ir 10 metri diametrā, bet tie ir plāni kā vafeles.
Līdzīgi kā noflīzēta vannas istabas grīda, šie spoguļi ir veidoti no 36 sešstūrainiem segmentiem,
un katrs no tiem tiek kontrolēts ar nanometra precizitāti.
Šie ir īsti giganti, kas veltīti debesu izpētei.
Zinātnes katedrāles.
Uz Maunakea kalna iestājas nakts.
Keka teleskopi sāk uztvert fotonus no tāliem kosmosa apgabaliem.
Apvienojot abus teleskopus, tie kļūst lielāki
kā jebkurš iepriekšējais teleskops.
Kāds būs šīs nakts ķēriens?
Galaktiku pāris sadursmē miljardiem gaismas gadu attālumā?
Mirstoša zvaigzne, kas drudžaini izelpo savu pēdējo elpu planetārajā miglājā?
Vai varbūt ārpus Saules sistēmas esoša planēta, uz kuras iespējama dzīvība?
Uz Cerro Paranal kalna Čīles Atakamas tuksnesī, sausākajā vietā uz Zemes,
mēs atrodam vislielāko astronomisko aparātu, kāds jebkad ir ticis uzbūvēts, -
Eiropas Ļoti lielo teleskopu (Very Large Telescope - VLT).
Patiesībā VLT ir veidots no četriem teleskopiem,
no kuriem katrs var dižoties ar 8,2 metru spoguli.
Antu.
Kueyen.
Melipal.
Yepun.
Tie ir vietējo Mapuche indiāņu valodas vārdi - Saule, Mēness, Dienvidu krusts un Venēra.
Milzīgie spoguļi tika izlieti Vācijā, pulēti Francijā, nogādāti Čīlē
un tad ļoti uzmanīgi transportēti cauri tuksnesim.
Rietot Saulei, teleskopu paviljoni atveras.
Zvaigžņu stari nolīst uz VLT spoguļiem.
Tiek veikti jauni atklājumi.
Lāzera stars ieurbjas naksnīgajās debesīs.
Tas projicē mākslīgu zvaigzni atmosfērā
90 kilometrus virs mūsu galvām.
Viļņu frontes sensori reģistrē, kā zvaigznes attēls tiek izkropļots
atmosfēras turbulences ietekmē.
Tad ātri datori pasaka spogulim, kā tam ir
jādeformējas, lai koriģētu šos attēla izkropļojumus.
Rezultātā tiek iegūta nemirgojoša zvaigzne.
To sauc par adaptīvo optiku, un tā ir liela maģiska izveicība
mūsdienu astronomijā.
Bez tās atmosfēra mūsu skatu Visumā aizmiglotu.
Bet ar to mūsu attēli ir ļoti asi.
Vēl viens optikas brīnumlīdzeklis ir interferometrija.
Tā izmanto gaismu no diviem atsevišķiem teleskopiem,
savadot to kopā vienā punktā un saglabājot
gaismas viļņu relatīvās novirzes.
Ja tas tiek izdarīts pietiekami precīzi, tad divi teleskopi
darbojas tā, it kā tie būtu daļa no viena milzīga spoguļa,
kura izmēri ir attālums starp tiem.
Rezultātā interferometrija dod teleskopam asu redzi.
Tas ļauj ar mazākiem teleskopiem iegūt tādu detalizācijas pakāpi,
kāda citādi būtu saskatāma tikai ar daudz lielākiem teleskopiem.
Abi Keka teleskopi Maunakea kalnā regulāri darbojas vienoti
kā interferometrs.
VLT gadījumā visi četri teleskopi var darboties kopā.
Papildus vairāki mazāki palīgteleskopi var tikt
pievienoti sistēmai, lai vēl vairāk uzlabotu skatu.
Visapkārt pasaulei izvietoti arī citi lieli teleskopi.
Subaru un Ziemeļu Gemini teleskops Maunakea.
Dienvidu Gemini un Magelāna (Magellan) teleskops Čīlē.
Lielais binokulārais teleskops Arizonā.
Tie visi ir uzbūvēti vislabākajās novērošanas vietās.
Augstu un sausumā, skaidrās un tumšās vietās.
To acis ir tik lielas kā peldbaseini.
Visi aprīkoti ar adaptīvo optiku, lai kompensētu
atmosfēras aizmiglojošos efektus.
Un dažreiz tiem piemīt virtuāla nezvēra izšķirtspēja,
pateicoties interfeometrijai.
Šeit mēs redzam, ko tie mums ir ļāvuši saskatīt.
Planētas.
Miglāji.
Dažu zvaigžņu patiesie izmēri un saspiestās formas.
Auksta planēta, kas apriņķo brūnā pundura zvaigzni.
Un milzīgas zvaigznes, kas virpuļo apkārt mūsu Piena Ceļa Galaktikas kodolam
supermasīva melnā cauruma gravitācijas ietekmē.
Mēs esam tālu tikuši kopš Galileja laikiem.
4. No sudraba līdz silīcijam
Pirms 400 gadiem, kad G.Galilejs gribēja parādīt citiem, ko
viņš redz savā teleskopā, viņam tas bija jāuzzīmē.
Mēness bakurētainā seja.
Jupitera pavadoņu dejošana.
Saules plankumi.
Vai Oriona zvaigznes.
Savus zīmējumus viņš publicēja grāmatiņā
Zvaigžņu vēstnesis.
Tas bija vienīgais veids, kā parādīt savus atklājumus
citiem.
Vairāk kā divus gadsimtus astronomiem bija jāprot zīmēt.
Skatoties teleskopu okulāros, viņi rūpīgi
uzzīmēja to, kas redzams.
Sastingušu Mēness ainavu.
Vētru Jupitera atmosfērā.
Smalku gāzes plīvuru tālā miglājā.
Un dažreiz viņi pārsteidzīgi centās izskaidrot redzēto.
Tumšās līnijas uz Marsa virsmas viņi noturēja par kanāliem,
domādami, ka uz sarkanās planētas virsmas ir saprātīgas būtnes.
Tagad mēs zinām, ka šie kanāli ir optisks māns.
Astronomiem ļoti bija vajadzīgs objektīvs veids, kā reģistrēt
teleskopa savākto gaismu, pirms informācija par to
izgājusi caur viņu smadzenēm un viņu rakstāmrīkiem.
Te palīgā nāca fotografēšana.
Pirmā Mēness dagerotipija.
To ieguvis Henrijs Dreipers 1840. gadā.
Šai fotogrāfijai vēl nebija pat 15 gadu, kad astronomi
jau apjauta fotografēšanas revolucionārās iespējas.
Kā tad fotografēšana darbojas?
Fotogrāfiskās plates gaismjutīgā emulsija satur
sīkus sudraba halogēna graudiņus.
Ja tos patur gaismā, tie kļūst tumši.
Tādējādi iegūstams negatīvs debess attēls
ar tumšām zvaigznēm uz gaiša fona.
Taču patiesais ieguvums ir tas, ka fotogrāfisko plati var
eksponēt stundām ilgi.
Kad jūs skatāties uz nakts debesi ar neapbruņotām acīm
un tās ir adaptējušās tumsai, jūs nevarat saskatīt vairāk un vairāk,
skatoties ilgāk un ilgāk.
Bet ar fotogrāfisko plati jūs tieši to varat izdarīt.
Jūs varat vākt un papildināt gaismu stundām ilgi.
Tādējādi garāka ekspozīcija parādīs vairāk un vairāk zvaigžņu.
Un vēl.
Un vēl vairāk.
20. gadsimta piecdesmitajos gados Palomara observatorijā Šmita teleskopu
izmantoja, lai nofotografētu visu debess ziemeļu puslodi.
Gandrīz 2000 fotogrāfisko plašu, katra gandrīz stundu eksponēta.
Līdz šim neapzinātas bagātības atklājums.
Fotografēšana pārvērta novērošanas astronomiju par īstu zinātni.
Objektīvu, mērāmu un atkārtojamu.
Taču sudrabs bija visai mazjūtīgs.
Bija vajadzīga pacietība.
Digitālā revolūcija visu izmainīja.
Silīcijs nāca sudraba vietā.
Pikseļi aizvietoja graudiņus.
Pat parastajās fotokamerās vairs nelieto fotofilmas.
Tā vietā attēlus reģistrē gaismas jutīgās mikroshēmas:
lādiņsaites matricas jeb CCD.
Profesionāļu CCD ir ārkārtīgi jutīgi.
Un lai tos padarītu vēl jutīgākos, tos atdzesē
līdz zemām temperatūrām, lietojot šķidro slāpekli.
Gandrīz katrs fotons tiek reģistrēts.
Iznākumā ekspozīcijas var būt daudz īsākas.
Tas, ko Palomara observatorijas debess apskatā sasniedza vienā stundā,
ar CCD izdarāms pāris minūtēs,
lietojot mazāku teleskopu.
Tomēr silīcija revolūcija nav beigusies.
Astronomi izgatavojuši milzīgas CCD kameras ar
simtiem miljonu pikseļu.
Un būs vēl vairāk.
Digitālo attēlu milzīgā priekšrocība ir tā, ka tie ir, nu, digitāli.
Tie visi ir gatavi apstrādei ar datoriem.
Astronomi lieto īpašas programmas, lai
analizētu savus debess novērojumus.
Palielināšana, kontrasta mainīšana paver sīkākās detaļas
miglājos un galaktikās.
Kodēšana ar krāsām pastiprina un parāda struktūras, kas
citādi būtu grūti saskatāmas.
Turklāt, kombinējot viena un tā paša objekta vairākus attēlus, kas
uzņemti caur dažādiem krāsu filtriem, iespējams
radīt iespaidīgas kompozīcijas, kas ir uz robežas
starp zinātni un mākslu.
Arī jums var būt ieguvums no digitālās astronomijas.
Nekad nav bijis tik viegli sev par prieku iegūt
apbrīnojamus kosmosa attēlus.
Visuma bildes viegli dabūjamas peles klikšķa attālumā!
Robotteleskopi, kas apgādāti ar jutīgiem elektroniskiem detektoriem
katru brīdi, arī pašreiz, uzrauga debesi.
Slouna teleskops Ņūmeksikā ir nofotografējis
un reģistrējis katalogā vairāk nekā simt miljonu debess objektu,
izmērījis attālumu līdz miljoniem galaktiku, un atklājis
simtiem tūkstošu jaunu kvazāru.
Bet ar vienu apskatu nepietiek.
Visums ir vienmēr mainīgs.
Ledainās komētas nāk un iet
savu ceļu.
Paskrien garām asteroīdi.
Tālās citplanētas riņķo ap savām mātes zvaigznēm, reizēm
aizsedzot daļu no zvaigznes gaismas.
Pārnovas eksplodē, bet citur dzimst jaunas zvaigznes.
Pulsāri uzzibsnī, detonē gamma staru uzliesmotāji ... melnajos caurumos notiek akrēcija.
Lai izsekotu šīm dabas grandiozām rotaļām, astronomi
vēlas izdarīt pilnas debess apskatus katru gadu.
Vai katru mēnesi.
Vai divreiz nedēļā.
Vismaz tāds ir ambiciozais mērķis Lielajam Sinoptiskā Apskata Teleskopam - LSST.
Ja tas būs pabeigts 2015. gadā, tā trīs gigapikseļu kamera atvērs
tīmekļa kameras logu uz Visumu.
Piepildot ne tikai astronomu sapņus, šis spoguļteleskops
ik pa trim naktīm fotografēs gandrīz visu debesi.
5. Redzot neredzamo
Kad jūs klausāties savu mīļāko mūziku, jūsu ausis uztver
ļoti plašu frekvenču diapazonu – no viszemākās basa rīboņas
līdz pat augstāko toņu vibrācijām.
Tagad iedomājieties, ka jūsu ausis uztver tikai ļoti ierobežotu
frekvenču diapazonu.
Jūs nesaklausītu lielāko daļu skaņu burvības!
Bet tieši šādā situācijā strādā astronomi.
Mūsu acis uztver tikai ļoti šauru
gaismas frekvenču diapazonu – redzamo gaismu.
Taču mēs neredzam cita veida
elektromagnētisko starojumu.
Tomēr Visumā ir daudz objektu, kas izstaro
citās elektromagnētiskā spektra daļās.
Piemēram, 20. gadsimta 30. gados nejauši tika atklāti
no kosmosa dziļumiem nākoši radioviļņi.
Daļai no šiem viļņiem ir tāda pati frekvence kā jūsu iecienītākajai
radiostacijai, bet tie ir vājāki, un, protams, tie
nav klausāmi.
Lai uztvertu Visuma radioviļņus, jums ir nepieciešams īpašs
uztvērējs - radioteleskops.
Mūsdienās visu, izņemot visgarāko, viļņu radioteleskops ir vienkāršs šķīvis.
Tas ir līdzīgs optiskā teleskopa galvenajam spogulim.
Bet, tā kā radioviļņi ir daudz garāki par redzamās gaismas viļņiem,
šķīvja virsmai nav jābūt gandrīz tikpat gludai
kā spoguļa virsmai.
Un tāpēc ir daudz vienkāršāk uzbūvēt
lielu radioteleskopu nekā lielu optisko teleskopu.
Radio diapazonā ir arī daudz vienkāršāk veikt interferometriju.
Tā ir novērojumu detalizētības palielināšana,
apvienojot divu atsevišķu teleskopu novērojumu datus tā, it kā
tie būtu daļa no viena liela šķīvja.
Piemēram, Ļoti liela režģa (Very Large Array – VLA) radioteleskops Ņūmeksikā sastāv no
27 atsevišķām 25 metru diametra antenām.
Katru antenu var darbināt atsevišķi, un
tā visplašākajā konfigurācijā režģis veido virtuālu šķīvi
ar 36 kilometru diametru.
Kā tad īsti izskatās Visums radio diapazonā?
Vispirms jau mūsu Saule spīd ļoti spoži radioviļņos.
Tāpat radioviļņus izstaro arī mūsu Piena Ceļa Galaktikas centrs.
Bet piemēru ir vēl vairāk.
Pulsāri ir ļoti blīvas zvaigznes, kas izstaro radioviļņus
tikai šauros kūļos.
Bez tam tie rotē ar ātrumu līdz pat vairākiem simtiem
apgriezienu sekundē.
Īstenībā pulsāri izskatās kā rotējošas radiobākas.
Mēs redzam to regulāros un ātros
ļoti īso radioviļņu impulsus.
No šejienes arī cēlies pulsāra nosaukums.
Radiostarojuma avots, kas pazīstams kā Kasiopejas A, patiesībā ir
17. gadsimtā uzliesmojušās pārnovas paliekas.
Centaura A, Gulbja A un Jaunavas A ir milzu galaktikas, kas
izstaro ļoti spēcīgu radiostarojumu.
Katras minētās galaktikas centrā atrodas masīvs melnais caurums.
Dažas radiogalaktikas un kvazāri ir tik jaudīgi, ka
to signālus var uztvert 10 miljardu gaismas gadu attālumā.
Visumu piepilda arī vāja, relatīvi īsu
radioviļņu šņākoņa.
Tas ir kosmiskais mikroviļņu fons,
Lielā Sprādziena atbalss -
Visuma karstā sākuma atblāzma.
Katra spektra daļa ietver savu informāciju.
Milimetru un submilimetru viļņos astronomi pēta
galaktiku veidošanos Visuma agrākajos posmos, kā arī mūsu Piena Ceļa
zvaigžņu un planētu izcelsmi.
Bet lielāko šī starojuma daļu aiztur Zemes atmosfērā esošie ūdens tvaiki.
Lai to novērotu, jums jāatrod augsta un sausa vieta,
piemēram, Ljano de Čahnator observatorija.
Piecu kilometru augstumā virs jūras līmeņa šajā sirreālajā plakankalnē
Čīles ziemeļos tiek būvēts ALMA -
Atakamas Lielais milimetru viļņu režģa (Atacama Large Millimeter Array) radioteleskops.
Pēc tā pabeigšanas 2014. gadā ALMA būs vislielākā jebkad uzbūvētā
astronomiskā observatorija.
Saskaņoti darbosies 64 simts tonnu smagas antenas.
Milzīgas pārvietojamas platformas tās izvietos teritorijā, kuras izmēri līdzinās Londonai, lai
palielinātu attēla detaļas, vai sakārtos tās cieši kopā,
lai nodrošinātu plašāku redzeslauku.
Katra kustība tiks veikta ar milimetra precizitāti.
Daudzi objekti Visumā izstaro arī infrasarkanajā diapazonā.
Viljama Heršela atklātais infrasarkanais starojums tiek bieži dēvēts arī par
siltuma starojumu, jo to izstaro visi relatīvi siltie objekti,
ieskaitot cilvēkus.
Jūs, iespējams, zināt par infrasarkano starojumu daudz vairāk, nekā jūs domājat.
Uz Zemes šo starojumu izmanto
nakts redzamības brilles un kameras.
Taču, lai uztvertu vāju infrasarkano starojumu no tāliem objektiem, astronomiem
ir nepieciešami ļoti jūtīgi detektori, kas ir atdzesēti līdz dažiem grādiem
virs absolūtās nulles, lai apslāpētu pašu detektoru izstaroto siltumu.
Mūsdienās vislielākie optiskie teleskopi ir aprīkoti arī ar infrasarkanajām kamerām.
Tās jums ļauj redzēt cauri kosmisko putekļu mākonim, atklājot
jaundzimušās zvaigznes tā iekšienē, kuras nav novērojamas ar optisko teleskopu.
Piemēram, aplūkosim šī ievērojamā zvaigžņu veidošanās apgabala Oriona zvaigznājā optisko attēlu.
Bet, lūk, cik atšķirīgi tas izskatās, raugoties caur
infrasarkano kameru!
Novērojumi infrasarkanajā diapazonā ir ļoti noderīgi, lai pētītu
vistālākās galaktikas.
Tikko izveidojušās zvaigznes jaunās galaktikās spīd ļoti spoži ultravioletajā diapazonā.
Bet tad šai ultravioletajai gaismai ir jāveic miljardiem kilometru,
šķērsojot Visumu, kas izplešas.
Visuma izplešanās izstiepj gaismas viļņus tā, ka brīdī,
kad mēs tos uztveram, tie ir nobīdīti uz tuvo infrasarkano diapazonu.
Šis elegantais instruments ir MAGIC teleskops Lapalmā.
Tas debesīs meklē kosmiskos gamma starus -
visenerģētiskāko dabā sastopamo starojumu.
Par laimi, letālos gamma starus aiztur
Zemes atmosfēra.
Bet tie atstāj pēdas, kuras pēta astronomi.
Sasniedzot Zemes atmosfēru, tie veido
enerģētisku daļiņu kaskādes.
Tās savukārt veido vāju starojumu, kuru uztver MAGIC.
Šī ir Pjēra Ožē (Pierre Auger) observatorija Argentīnā.
Tas pat neizskatās pēc teleskopa.
Pjēra Ožē observatorijā ir 1600 detektoru, kas izvietoti vairāk nekā 3000
kvadrātkilometru plašā teritorijā.
Tie uztver kosmisko staru daļiņas no tālām pārnovām
un melnajiem caurumiem.
Un kā ar neitrīno detektoriem, kas iebūvēti dziļās šahtās vai okeānā,
vai Antarktīdas ledū.
Vai jūs tos sauktu par teleskopiem?
Kāpēc gan nē?
Galu galā tie novēro Visumu, kaut arī tie neuztver informāciju no
elektromagnētiskā spektra.
Neitrīno ir grūti uztveramas daļiņas, kas rodas Saulē
un pārnovu uzliesmojumos.
Tās radās pat pašā Lielajā Sprādzienā.
Atšķirībā no citām elementārdaļiņām neitrīno var šķērsot
vielu, pārvietoties gandrīz ar gaismas ātrumu, un tiem nav elektriskā lādiņa.
Kaut arī šīs daļiņas ir grūti pētīt, to ir ārkārtīgi daudz.
Ik sekundi caur jums iziet vairāk nekā 50 triljonu
elektronu neitrīno no Saules.
Visbeidzot, astronomi un fiziķi ir apvienojuši spēkus, lai uzbūvētu
gravitācijas viļņu detektorus.
Šie "teleskopi" nenovēro starojumu un neuztver daļiņas.
Tie mēra sīkus vilnīšus pašā laiktelpas struktūrā,
kuras ideju paredzēja Alberta Einšteina vispārīgā relativitātes teorija.
Ar iespaidīgu instrumentu dažādību astronomi ir padarījuši pieejamu pilnu
elektromagnētiskā starojuma spektru, un uzdrošinājušies pat vēl vairāk.
Taču dažus novērojumus vienkārši nevar veikt no Zemes.
Kāds ir risinājums?
Kosmiskie teleskopi.
6. Ārpus Zemes
Habla kosmiskais teleskops (HST - Hubble Space Telescope)
Tas ir visu laiku visslavenākais teleskops.
Un tam ir savs iemesls.
HST ir radikāli pārveidojis virkni lietu astronomijā.
Mūsdienu skatījumā HST spogulis īstenībā ir diezgan mazs.
Tā diametrs ir tikai 2,4 metri.
Bet tas burtiskā nozīmē nav mūsu planētas teleskops.
Atrodoties augstu virs atmosfēras traucējošajiem efektiem, tam ir izcili
ass skatījums uz Visumu.
Un papildus tam, HST var novērot ultravioletajā un tuvajā infrasarkanajā gaismā.
Šo gaismu nevar redzēt Zemes teleskopi, jo
to aiztur atmosfēra.
Kameras un spektrogrāfi, daži pat telefona būdiņas izmērā
sadala un reģistrē gaismu no tāliem kosmiskiem apgabaliem.
Līdzīgi Zemes teleskopiem, HST laiku pa laikam tiek uzlabots.
Astronauti atklātā kosmosā veic apkalpes darbus.
Salūzušās detaļas tiek nomainītas.
Vecos instrumentus aizvieto ar jauniem un
visjaunākās tehnoloģijas iekārtām.
HST ir kļuvis par astronomijas novērojumu spēkstaciju.
Un tas ir izmainījis mūsu izpratni par kosmosu.
Ar savu labo redzi HST ir novērojis gadalaiku izmaiņas uz Marsa,
komētas ietriekšanos Jupiterā,
Saturna gredzenus sānskatā
un pat nelielā Plutona virsmu.
Tas ir ļāvis apskatīt zvaigžņu dzīves ciklu no to dzimšanas un mazotnes perioda
putekļu piesātinātajos gāzu mākoņos līdz pat to atvadu vēstij
smalka miglāja formā, kurus lēni Visumā izsviež mirstošas zvaigznes;
vai kā titānisku apjomu pārnovu sprādzienus, kas spožumā gandrīz pārspēj to mājvietas galaktiku.
Dziļi Oriona miglājā, HST pat saskatīja vietu, kur veidojas
jaunas saules sistēmas: putekļu diski ap jaundzimušām zvaigznēm, kas var drīz
kondensēties par planētām.
Kosmiskais teleskops ir pētījis tūkstošiem atsevišķu zvaigžņu lielajās lodveida
kopās, Visuma senākajās zvaigžņu ģimenēs.
Un, protams, galaktikas.
Nekad agrāk astronomi nebija redzējuši tik daudz zvaigžņu.
Majestātiskas spirāles, absorbējošas putekļu joslas, spēcīgas sadursmes.
Tukšu debess apgabalu īpaši ilgas ekspozīcijas ir atklājušas
tūkstošiem blāvu galaktiku miljardiem gaismas gadu attālumā.
Fotonus, kas bija izstaroti, agrā Visuma jaunībā.
Logs uz tālu pagātni, izgaismojot iepriekš nezināmo
par attīstībā esošo kosmosu.
HST nav vienīgais kosmiskais teleskops.
Šis ir NASA Spicera kosmiskais teleskops (SST Spitzer Space Telescope), kas darbu sāka 2003.gada augustā.
Savā ziņā tas ir HST analogs infrasarkanajā diapazonā.
SST spogulis ir 85 cm diametrā.
Bet teleskops slēpjas aiz siltuma vairoga, kas to
aizsargā no Saules.
Un tā detektori ir ievietoti šķidrā hēlija termosā.
Šeit detektori ir atdzesēti līdz dažiem grādiem
virs absolūtās nulles.
Tas padara tos ļoti jūtīgus.
SST ir atklājis putekļaino Visumu.
Tumši, necaurspīdīgi putekļu mākoņi kvēlo infrasarkanajos staros, kad tie
sakarst no iekšpuses.
Triecienviļņi no galaktiku sadursmēm sagrupē putekļus neaprakstāmos gredzenos
un gravitatīvos paisuma veidojumos jaunās vietās, kur rasties zvaigznēm.
Putekļi rodas arī pēc zvaigznes nāves.
SST atrada, ka planetārie miglāji un pārnovu paliekas ir pildītas
ar putekļu daļiņām - nepieciešamajiem topošo planētu būvniecības elementiem.
Citos infrasarkano staru garumos SST var redzēt caur putekļu
mākoņiem, atklājot tumšajā vidusdaļā paslēptas zvaigznes.
Visbeidzot, kosmiskā teleskopa spektrogrāfi ir izpētījuši
citplanētu atmosfēras – gāzu milžiem kā Jupiters,
kas steidzas apriņķot tuvās zvaigznes tikai dažu dienu laikā.
Kā ir ar rentgenu un gamma stariem?
Tos pilnībā bloķē Zemes atmosfēra.
Tādēļ bez kosmiskajiem teleskopiem astronomi būtu pilnīgi akli
šajos enerģijas pilnajos starojuma diapazonos.
Rentgena un gamma staros kosmiskie teleskopi atklāj karstu
enerģisku un trakojošu Visumu ar galaktiku kopām, melnajiem caurumiem,
pārnovu sprādzieniem un galaktiku sadursmēm.
Tiesa, tos ir ļoti grūti uzbūvēt.
Enerģētiskais starojums iziet tieši cauri parastajiem spoguļiem.
Rentgena starus var fokusēt tikai ar vienu otrā iekļautām zelta spoguļu čaulām.
Un gamma starus pēta ar sarežģītām adatcaurumu kamerām
vai grupās saliktiem scintilātoriem, kas rada īsus zibšņus redzamajā gaismā,
kad pa tiem trāpa gamma staru fotons.
20.gs. 90. gados NASA darbināja Komptona Gamma observatoriju (CGRO - Compton Gamma Ray Observatory).
Tobrīd tas bija lielākais un visapjomīgākais zinātniskais
pavadonis, kas jebkad bija palaists.
Pilnībā aprīkota fizikas laboratorija kosmosā.
2008.gadā CGRO nomainīja
Gamma staru liela laukuma teleskops
GLAST - Gamma Ray Large Area Space Telescope
Tas Visumā pētīs visu augstajās enerģijās no
tumšās matērijas līdz pulsāriem.
Tajā pašā laikā astronomiem kosmosā ir divi rentgena teleskopi.
NASA veidotie Chandra X-ray Observatory un Eiropas XMM-Newton Observatory.
Abi pēta Visuma karstākās vietas.
Šādi debess izskatās rentgena staros.
Pagarinātie veidojumi ir gāzu mākoņi, ko līdz miljoniem grādu
pārnovu paliekās ir sakarsējuši triecienviļņi.
Spožie punktveida avoti ir rentgena staru dubultsistēmas: neitronu zvaigznes vai
melnie caurumi, kas iesūc matēriju no pāra zvaigznes.
Šī karstā, krītošā gāze izstaro rentgena starus.
Gluži tāpat, rentgenu teleskopi atklāj īpaši masīvus melnos caurumus
tālu galaktiku kodolos.
Matērija, kas pa spirāli virzās uz iekšu, sakarst pietiekami stipri, lai izstarotu rentgena starus
neilgi pirms tā ienirst melnajā caurumā aiz redzamības horizonta.
Karsta, bet retināta gāze arī aizpilda tukšumu starp atsevišķām galaktikām
galaktiku klāsterī.
Dažkārt šī gāze tiek satriekta un vēl vairāk uzkarsēta
galaktiku klāsteru sadursmes un saplūšanas procesā. 00:07:11:08 00:07:15:14 Vēl satraucošāki ir gamma staru uzliesmojumi – visenerģētiskākie
notikumi Visumā.
Šādi savas dzīves noslēgumā eksplodē ļoti masīvas
rotējošās zvaigznes.
Mazāk kā sekundes laikā tās izdala vairāk enerģijas nekā Saule
10 miljardos gadu.
HST, SST, Chandra X-ray Observatory,XMM-Newton un GLAST
visi ir daudzpusīgi milži.
Bet daži kosmiskie teleskopi ir daudz mazāki un ir
ar specializētiem uzdevumiem.
Piemēram, COROT.
Šis franču pavadonis ir veltīts zvaigžņu seismoloģijai un
citplanētu pētījumiem.
Vai arī NASA Swift pavadonis – kombinēta rentgena un gamma staru observatorija, kas
veidota, lai atšķetinātu gamma staru uzliesmojumu noslēpumu.
Un tad Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zonde (WMAP - Wilkinson Microwave Anisotropy Probe).
Jau tikai divos gados kosmosā tā ar iepriekš neredzētu precizitāti
ir paspējusi nokartēt kosmisko fona starojumu.
WMAP deva kosmologiem šī brīža labāko skatu uz vienu no
Visuma agrākajām fāzēm pirms vairāk kā 13 miljardiem gadu.
Kosmosa robežu atvēršana bija viens no satraucošākajiem
teleskopa vēstures posmiem.
Kas sekos?
7. Kas tālāk?
Arizonā gatavo pirmo spoguli
Milzu Magelāna teleskopam (Giant Magellan Telescope).
Šo lielo instrumentu būvēs Laskampaņas
observatorijā Čīlē.
Tā septiņi spoguļi katrs virs 8 metru diametrā
būs sakārtoti ziedlapu veidā.
Kopā tie uztvers vismaz četras reizes vairāk
gaismas nekā jebkurš cits Zemes teleskops.
Kalifornijas Trīsdesmit metru teleskops (Californian Thirty Meter Telescope), kas plānots uz 2015.gadu
vairāk līdzināsies Keka teleskopa lielajai versijai.
Simtiem atsevišķu segmentu veido milzīgo spoguli,
tik lielu kā sešstāvu ēka.
Eiropā ir gatavi plāni Eiropas īpaši lielā teleskopa (EELT - European Extremely Large Telescope) būvei.
Tā spogulis 42m diametrā būs
Olimpiskā peldbaseina izmērā, ar divtik lielu laukumu, cik
Trīsdesmit metru teleskopam (Thirty Meter Telescope)
Šie nākotnes monstri, kas optimizēti infrasarkanajiem novērojumiem,
būs aprīkoti ar jūtīgiem instrumentiem un adaptīvo optiku.
Tiem ir jāatklāj pati pirmā galaktiku un
zvaigžņu paaudze Visuma vēsturē.
Vēl vairāk, tie mums var sniegt pirmo patieso
citas saules sistēmas planētas attēlu.
Radiastronomiem 42 metri ir sīkums.
Viņi iesaista daudzus mazākus instrumentus, lai sintezētu
lielāku uztvērēju.
Nīderlandē, Zemfrekfences režģis (LOFAR - Low Frequency Array)
ir būvniecības stadijā.
Stikla šķiedras optika savienos 30000 antenas ar centrālo superdatoru.
Ģeniālajai konstrukcijai nav kustīgu daļu, bet tas var novērot
astoņos dažādos virzienos vienlaikus.
LOFAR tehnoloģija iespējams atradīs savu pielietojumu
Kvadrātkilometra režģī (SKA - Square Kilometre Array), kas šobrīd ir radioastronomu
vēlmju saraksta augšgalā.
Starptautiski veidoto režģi būvēs Austrālijā vai Dienvidāfrikā.
Lielas šķīvju antenas un nelieli uztvērēji apvienosies, lai
sniegtu neticami detalizētus radio debess skatus.
Un ar kopīgo efektīvo laukumu 1 kvadrātkilometrs
jaunais režģis būs visjūtīgākais radio instruments
kas jebkad ir uzbūvēts.
Attīstībā esošas galaktikas, spēcīgi kvazāri, pulsāri.
Neviens radio viļņu avots nenoslēpsies no
SKA redzīgajām acīm.
Instruments pat lūkosies pēc iespējamiem radio signāliem no
ārpuszemes civilizācijām.
Kā ar kosmosu?
Pēc piektās un pēdējās Habla kosmiskā teleskopa apkopes misijas
tas būs aktīvā darbībā aptuveni līdz 2013.gadam.
Ap to laiku būs palaists tā pēcnācējs.
Iepazīstiet Džeimsa Veba kosmisko Webb Space Telescope, kosmisko infrasarkanā
starojuma observatoriju, kas nosaukta bijušā NASA administratora vārdā.
Kad tā būs kosmosā, tās 6,5 metru segmentētais spogulis atvērsies
kā plaukstošs zieds – septiņas reizes jūtīgāks
par HST spoguli.
Liels saulessargs notur optiku un zemas temperatūras
instrumentus pastāvīgā ēnā, ļaujot tiem darboties
saltos -233 grādos pēc Celsija.
JWST neriņķos ap Zemi.
Tas būs novietots ap 1,5 miljonu kilometru attālumā
no mūsu planētas savā orbītā ap Sauli.
Pirms pusgadsimta Heila teleskops Palomara kalnā
bija vēsturiski vislielākais.
Tagad vēl lielāks lidos kosmosa dzīlēs.
Mēs tikai varam fantazēt par atklājumiem ko tas veiks.
Sekojiet līdzi!
Tajā pašā laikā radoši inženieri nepārtraukti
nāk klajā ar jaunu revolucionāru teleskopu konstrukcijām.
Kanādā zinātnieki ir uzbūvējuši tā saucamo šķidrā spoguļa teleskopu.
Šādas konstrukcijas teleskopā zvaigžņu gaismu neatstaro
ciets spogulis, bet liekta virsma, kas veidojas
no šķidra dzīvsudraba rotēšanas.
Savas konstrukcijas dēļ dzīvsudraba teleskopi var lūkoties tikai tieši augšup,
bet ieguvums ir to relatīvi zemā cena,
un tos ir viegli uzbūvēt.
Radioastronomi vēlas izveidot LOFAR tipa režģi ar mazām
antenām uz Mēness virsmas, tik tālu no
Zemes traucējošiem avotiem, cik vien iespējams.
Kas zina, kādu dienu Mēness neredzamajā puslodē
varētu būt pat lieli optiskie teleskopi.
Un ar kosmisko teleskopu un aizsedzošo disku palīdzību rentgenstaru
astronomi nākotnē cer būtiski
uzlabot redzi.
Viņiem var pat izdoties reģistrēt melnā cauruma
pašu malu.
Kādu dienu teleskops var palīdzēt atbildēt uz vienu no ietilpīgākajiem
jautājumiem, kas nodarbina cilvēci: Vai esam vieni Visumā?
Mēs zinām, ka eksistē citas saules sistēmas.
Mums ir aizdomas, ka eksistē pat Zemei līdzīgas planētas ar
šķidru ūdeni.
bet
vai tur ir dzīvība?
Atrast šādas citplanētas līdz šim ir bijis grūti.
Tās bieži no astronomiem slēpjas aiz spēcīgās
gaismas, ko izstaro to zvaigznes.
Kosmosa tumsā palaistie interferometri varētu
dot jaunu atbildi.
Šobrīd NASA apsver projektu ar nosaukumu
Zemes tipa planētu meklētājs (Terrestrial Planet Finder).
Un Eiropā zinātnieki veido Darvina režģi (Darwin Array).
Seši kosmiskie teleskopi apriņķo Sauli noteiktā grupā.
Lāzeri kontrolē to savstarpējos attālumus ar nanometra precizitāti.
Kopā tiem ir neticama izšķirtspēja, nodzēšot
gaismu no dominējošajām zvaigznēm tā, ka zinātnieki var redzēt
Zemei līdzīgas planētas pie citām zvaigznēm.
Astronomiem ir jāizpēta gaisma, ko atstaro planēta.
Tā satur planētas atmosfēras spektroskopisko profilu.
Kas zina, varbūt pēc 15 gadiem mēs būsim reģistrējuši
skābekļa, metāna un ozona klātbūtni.
Dzīvības ceļa rādītājus.
Visums ir pilns pārsteigumu.
Debess vienmēr ir iespaidīga.
Nav brīnums, ka simtiem tūkstošu astronomijas amatieru
visā pasaulē skaidrās naktīs iet ārā, lai
apbrīnotu kosmosu.
Viņu instrumenti ir daudz labāki par tiem, kurus
izmantoja G.Galilejs.
Viņu digitālie attēli pat pārspēj fotouzņēmums ko profesionāļi
ieguva tikai pirms dažām desmitgadēm.
Astronomu kosmiskās izpratnes meklējumiem, teleskopu izmantošanas vēsture
Visuma izpētē ir tikai 400 gadu.
Joprojām ir daudz nekartētas teritorijas.
Mēs esam nogājuši garu ceļu, kopš G.Galilejs sāka debess kartēšanu
pirms 4 gadsimtiem.
Šodien mēs joprojām Visumu novērojam ar teleskopiem -
ne tikai no Zemes, bet arī no neierobežotajiem kosmosa plašumiem.
Cilvēci vada mūsu šķietami nebeidzamās
izdomas spējas un ziņkārība.
Mēs esam sākuši atbildēt uz dažiem būtiskākajiem
izvirzītajiem jautājumiem.
Esam reģistrējuši vairāk nekā 300 planētu ap citām zvaigznēm
mūsu Piena Ceļā, un atraduši organiskās molekulas uz planētām ap
tālu izkaisītām zvaigznēm.
Šie neticamie atklājumi var šķist kā cilvēces izpētes zenīts,
bet pats labākais vēl tikai sekos.
Arī jūs varat kļūt par atklājēju.
Palūkojieties augšup un apbrīnojiet!