Ten film zabierze Cię w podróż
…podróż w czasie i przestrzeni.
Chcę opowiedzieć Ci historię instrumentu, który pokazał nam niebo znacznie lepiej niż dotąd,
zmieniając nasze zrozumienie Wszechświata,
penetrując go w sposób niespotykany do najdalszych krańców przestrzeni i czasu.
ESA PRZEDSTAWIA
Hubble - 15 lat badań
HISTORIA TELESKOPU HUBBLE'A
Patrząc na nocne niebo, widzimy znajome migocące światło gwiazd.
Światło, które aby do nas dotrzeć, przebyło ogromne odległości.
Lecz to nie gwiazdy migocą…
Wszechświat jest doskonale przezroczysty.
Światło odległych gwiazd i galaktyk może podróżować, nie zmienione przez tysiące,
miliony, a nawet miliardy lat.
Ale w ciągu kilku ostatnich mikrosekund, zanim światło dotrze do naszych oczu,
wierny obraz odległych gwiazd i galaktyk zostaje zatarty.
Dzieje się tak, ponieważ, światło przechodzi przez naszą atmosferę, nieustannie zmieniające się cienkie okrycie z powietrza
pary wodnej i pyłu, które zaciera precyzyjne kosmiczne detale.
Dlatego od lat, astronomowie całego świata oczekiwali na realizację obserwatorium kosmicznego.
Już w roku 1923, znany niemiecki specjalista od napędu rakietowego Hermann Oberth sugerował budowę teleskopu kosmicznego.
Jednakże, musiały upłynąć dziesięciolecia, zanim technologia potrafiła sprostać marzeniom.
W 1946 roku amerykański astronom Lyman Spitzer zaproponował bardziej realistyczny projekt teleskopu kosmicznego.
W przestrzeni kosmicznej, ponad ziemską atmosferą, taki teleskop byłby w stanie zarejestrować niczym nie skażone światło gwiazd.
Galaktyki i inne obiekty znajdujące się bliżej są zniekształcone przez wpływ powietrza, którym oddychamy.
Wynik: obrazy dużo bardziej ostre niż te, jakie mogą osiągnąć największe teleskopy na powierzchni Ziemi;
obrazy, których ostrość ogranicza jedynie jakość optyki.
W latach 70, NASA - (National Aeronautics and Space Administration) - i ESA - Europejska Agencja Kosmiczna -
rozpoczęły wspólne prace nad projektem i budową tego, co później przybrało postać kosmicznego Teleskopu Hubble'a - HST.
Nazwa ta jest hołdem złożonym Edwinowi Powellowi Hubble - twórcy współczesnej kosmologii -
który w latach 20, dowiódł że nie wszystko co widzimy na niebie zawarte jest w Drodze Mlecznej.
Wprost przeciwnie, Kosmos rozciąga się daleko poza nią.
Dzieło Hubble'a na zawsze zmieniło sposób postrzegania miejsca ludzkości we Wszechświecie.
Trudno więc o lepszy wybór nazwy dla najwspanialszego teleskopu wszechczasów.
Trzeba było dwu dziesięcioleci współpracy naukowców, inżynierów i wykonawców,
zanim Hubble został wreszcie ukończony.
24 kwietnia 1990 r., pięciu astronautów wyruszyło w podróż na pokładzie wahadłowca Discovery
wydarzenie to na zawsze zmieniło naszą wizję Wszechświata!
Astronauci umieścili niecierpliwie wyczekiwany Teleskop Kosmiczny na orbicie, około 600 km ponad powierzchnią Ziemi.
Na Ziemi astronomowie nie mogli doczekać się pierwszych obserwacji.
Niestety, po niecałych dwóch miesiącach stało się jasne, że obrazy z Hubble'a nie są tak dobre jak oczekiwano.
Zwierciadło miało poważną usterkę…
Defekt kształtu zwierciadła nie pozwalał teleskopowi Hubble'a ustawić ostrości obrazów.
Brzeg zwierciadła był zbyt płaski. Odstępstwo było rzędu pięćdziesiątej części grubości ludzkiego włosa.
Ale aby wypełnić swą misję, Hubble musiał być doskonały w najdrobniejszym szczególe.
Rozczarowanie okazało się nie do zniesienia i to nie tylko wśród astronomów,
ale też wśród amerykańskich i europejskich podatników …
W okresie kolejnych dwu lat,
naukowcy i inżynierowie z NASA i ESA
pracowali razem nad projektem i konstrukcją korekcyjnego zestawu optycznego o nazwie COSTAR,
będącej skrótem od Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement.
Koordynatorzy projektu Hubble'a stanęli przed kolejną ciężką decyzją,
który z instrumentów naukowych usunąć,
aby COSTAR mógł być zainstalowany na Teleskopie?
Wreszcie dokonali wyboru - Szybki Fotometr.
Pierwsza Misja Serwisowa Hubble w 1993 roku przeszła do historii
jako jedno z najwspanialszych osiągnięć załogowych lotów kosmicznych.
Przyciągnęła ona uwagę astronomów, jak też cieszyła się tak ogromnym zainteresowaniem publicznym,
jakim nie cieszyła się dotąd żadna z misji promów kosmicznych.
Skrupulatnie zaplanowana i świetnie wykonana misja zakończyła się pełnym sukcesem.
COSTAR poprawił Hubble'owi wzrok lepiej niż oczekiwano.
Kiedy po naprawie pierwsze obrazy pojawiły się na ekranach komputerów,
stało się jasne, że okulary założone przez astronautów, w zupełności skorygowały Hubble'ową krótkowzroczność.
HST mógł wreszcie rozpocząć obserwacje!
Była to pierwsza wizyta wahadłowca u Hubble'a.
Teleskop został tak zaprojektowany aby mógł być modernizowany.
Można zainstalować nowe, bardziej zaawansowane instrumenty i inne elementy elektryczne lub mechaniczne.
Podobnie jak twój samochód podlega przeglądom technicznym, HST też potrzebuje okresowej regulacji.
Inżynierowie i naukowcy od czasu do czasu wysyłają w kierunku Hubble'a prom kosmiczny i astronauci mogą dokonać odpowiednich zmian,
używając kluczy, śrubokrętów i elektrycznych narzędzi, podobnie jak mechanik naprawiający twój samochód.
Dotychczas odbyły się cztery misje serwisowe - w latach 1993, 1997, 1999 i 2002 - wszystkie przeprowadzone przez astronautów,
wysłanych w przestrzeń za pomocą promu kosmicznego NASA. Następna misja przewidziana na rok 2005,
została odwołana po tragicznej katastrofie Columbii.
Przyszłość Hubble'a jest niepewna.
Pierwotnie projektowano 15 lat działania HST, lecz obecnie rozważa się przedłużenie jego aktywności do lat 20.
Hubble nadal przekazuje nam najbardziej zdumiewające wyniki, jakie kiedykolwiek dostępne były astronomom.
Jednak ta doniosła misja też kiedyś dobiegnie końca.
Bezzałogowa sonda połączy się z Hubble'm na orbicie.
Opuszczając Hubble'a, robot pozostawi tam moduł rakietowy,
po kilku dalszych latach owocnej pracy,
inżynierowie na powierzchni Ziemi będą mogli uruchomić te rakiety, aby sterować sprowadzaniem Hubble'a
przez atmosferę, na miejsce jego ostatniego spoczynku na dnie oceanu.
Jednakże, przejście Teleskopu Hubble'a na emeryturę nie będzie oznaczało końca możliwości
oglądania bezkonkurencyjnych widoków Wszechświata. Będzie to raczej oznaczało początek,
nowej ery, jeszcze bardziej zadziwiających odkryć i obrazów z przestrzeni.
Bo Hubble ma następcę.
Właśnie projektowany jest James Webb Space Telescope, który zostanie wystrzelony na orbitę już w 2011 roku.
Kiedy nadejdzie ten dzień,
naukowcy mają nadzieję z jego pomocą dalej odkrywać i coraz lepiej rozumieć
nasz, fascynujący Wszechświat.
HUBBLE Z BLISKA
Hubble, jest dającym się modernizować teleskopem kosmicznym, orbitującym na wysokości prawie 600 km,
jest to dostatecznie wysoko, aby uniknąć zniekształcającego obraz wpływu atmosfery.
Obiega on Ziemię w czasie około 97 minut.
Teleskop jest tak zaprojektowany, aby rejestrować obrazy z wysoką rozdzielczością i precyzyjne widma gwiazd.
Obrazy te są ostrzejsze, niż otrzymywane z powierzchni Ziemi, gdzie obecność atmosfery powoduje migotanie gwiazd i ogranicza klarowność obrazu.
Aby badać słabe obiekty, trzeba zebrać odpowiednio dużo światła,
dlatego teleskop potrzebuje odpowiednio dużego zwierciadła.
Hubble, pomimo stosunkowo skromnych rozmiarów zwierciadła o średnicy 2.4 metra,
jest w stanie współzawodniczyć z ziemskimi teleskopami, które zbierają światło z powierzchni 10, a nawet 20 razy większej.
Hubble jest dużym satelitą,
ma około 16 metrów długości, co odpowiada wielkości małego autobusu.
Jest on też jednym z najbardziej skomplikowanych wytworów technologii, jaki kiedykolwiek zbudowano.
Zawiera ponad 3000 czujników, nieustannie monitorujących
stan sprzętu, co pozwala technikom na Ziemi, mieć oko na wszystko.
Czas jest dla Hubble'a cennym towarem.
Astronomowie całego świata regularnie proszą o znacznie więcej czasu na obserwacje niż to jest możliwe.
Utrzymanie Hubble'a aktywnego 24 godziny przez 7 dni w tygodniu nie jest łatwym zadaniem.
Żadna sekunda nie może zostać zmarnowana, zadania obserwacyjne i techniczne,
jak wycelowanie teleskopu albo załadowanie nowego programu obserwacyjnego, są drobiazgowo zaplanowane.
Dla astronomów, najważniejsze części składowe Hubble'a to jego instrumenty naukowe.
Na HST są dwie grupy instrumentów, rozmieszczone w różnych miejscach.
Instrumenty te służą różnym celom – jedne rejestrują obrazy,
inne analizują światło gwiazd i galaktyk rozkładając go, w przypominające tęczę widmo.
Wyjątkowo korzystny punkt obserwacyjny w przestrzeni pozwala na obserwację w podczerwieni i w ultrafiolecie,
które są pochłaniane przez atmosferę zanim dotrą do teleskopów na Ziemi.
Te zakresy widma ujawniają niedostępne dotąd własności obiektów kosmicznych.
Niektóre instrumenty, jak ACS – Advanced Camera for Surveys – obserwują w zakresie widzialnym i ultrafioletowym,
inne jak NICMOS – Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph – dokonują obserwacji w podczerwieni.
Działanie HST wspomagają różne systemy: mechaniczne i elektryczne.
Energii dostarczają baterie słoneczne, które zamieniają światło słoneczne na elektryczność.
Żyroskopy, układy pozycjonujące według gwiazd, stabilizują Hubble’a, ustawiając go w odpowiednim kierunku – niezbyt blisko Słońca,
Księżyca lub Ziemi, gdyż zniszczyłoby to światłoczułe instrumenty,
a na dokładnie wybrane obiekty, badane czasem całymi godzinami a nawet dniami.
Hubble wyposażony jest w kilka anten komunikacyjnych, są one konieczne dla przesyłania
wyników obserwacji i innych danych na Ziemię.
Hubble wysyła zebrane dane do satelitów Satelitarnego Systemu Śledzenia i Przekazu Danych,
które transmitują sygnał dalej, do White Sands w Nowym Meksyku.
Obserwacje są wysłane z NASA w Stanach Zjednoczonych do Europy, do ogromnego archiwum danych w Monachium.
Żadne pojedyncze państwo nie byłoby w stanie przedsięwziąć tak ogromnego projektu.
Od samego początku Hubble był głównym projektem, opartym na współpracy
między NASA i ESA (Europejską Agencją Kosmiczną).
Hubble ma pierwszorzędne znaczenie dla astronomii europejskiej.
Europejscy astronomowie regularnie zdobywają ponad 15% czasu obserwacyjnego na Hubble'u,
co zaowocowało kilkoma tysiącami prac naukowych, opublikowanych w tych latach.
Przy projekcie pracują dwie grupy europejskich specjalistów.
W chwili obecnej w Space Telescope Science Institute w USA pracuje 15 specjalistów z ESA,
a 20 innych tworzy Space Telescope-European Coordinating Facility w Monachium.
OPOWIEŚCI O PLANETACH
Przestrzeń kosmiczna nie ma granic.
W ogromnym Wszechświecie, naszymi najbliższymi krewniakami są obiekty Układu Słonecznego.
Łączy nas wspólny początek i to samo przeznaczenie …
Nasz Układ Słoneczny powstał z ogromnej chmury gazu około czterech i pół miliarda lat temu.
Ironizując, nasze powstanie mogło być zapoczątkowane śmiertelną siłą
termojądrowego wybuchu, eksplodującej w pobliżu gwiazdy …
niszcząca siła wybuchu mogła naruszyć niepewną równowagę pierwotnej chmury gazu,
zapoczątkowując jej zapadanie się do wnętrza i tworząc w jej centrum nową gwiazdę, nasze Słońce.
Niewielki procent pozostałej materii przybrał formę grupy planet, które do dziś nas otaczają.
Inaczej mówiąc, jesteśmy jedynie pozostałością narodzin naszego Słońca.
Planety powstały w wirującym dysku pyłu i gazu, otaczającego tworzącą się naszą rodzimą gwiazdę.
Skaliste planety uformowały się w wewnętrznej części Układu Słonecznego, a zagadkowe gazowe olbrzymy utworzyły się dalej.
Kiedy od Słońca zaczął wiać gwałtowny wiatr rozbitych atomów –,
albo być może z powodu gorąca pobliskich gwiazd lub pobliskiej supernowej,
jedynie planety znacznych rozmiarów były w stanie utrzymać swe gazowe otoczki, a ostatnie cienkie pasma gazowej chmury
zostały szybko wymiecione spomiędzy planet.
W kosmicznym ZOO ciał Układu Słonecznego są i skaliste światy …
… i olbrzymie planety gazowe.
Nawet teraz, trudno o dokładną ocenę ile materii, a nawet jak wiele planet znajduje się w Układzie Słonecznym …
od odkrycia Plutona w 1930 r. i jego satelity Charona w roku 1970,
astronomowie próbowali wykombinować, czy są jeszcze jakieś obiekty poza dziewiątą planetą.
W roku 2003, HST zauważył coś, co wystarczająco szybko poruszało się na tle gwieździstego nieba,
by być obiektem Układu Słonecznego.
Oszacowano, że ciało to mogłoby być wielkości planety i nazwano je imieniem eskimoskiej bogini - Sedna.
Sedna może mieć 1500 km średnicy, to jest około trzech czwartych wielkości Plutona,
jest ona tak odległa, że widoczna jest jedynie jako kilka pikseli, nawet dla Hubble'a.
Niemniej jednak, to jest największy obiekt znaleziony w Układzie Słonecznym od czasów odkrycia Plutona.
Sednę dzieli od Słońca prawie 15 miliardów km,
to 100 razy dalej niż odległość Ziemi od Słońca –
dociera tam zaledwie tyle światła i ciepła jak na Ziemię podczas pełni Księżyca.
Sedna jest więc pogrążona w wiecznej, ponurej zimie …
Sedna nie jest jedynym tajemniczym obiektem w tamtych odległych przestworzach.
Rumowisko pozostałości z procesu formowania się planet, nadal wypełnia przestrzeń w postaci asteroid
i komet różnych kształtów i rozmiarów.
Czasami kształty ich orbit mogą prowadzić do kolizji o katastrofalnych skutkach …
Teleskop HST był świadkiem ostatnich chwil istnienia komety Shoemaker-Levy 9…
Została ona rozerwana na liczne kawałki przez pole grawitacyjne Jowisza, kiedy przelatywała w jego pobliżu latem 1992 roku.
Dwa lata później, fragmenty te powróciły pędząc prosto do wnętrza atmosfery Jowisza.
Hubble śledził losy fragmentów komety w ich ostatniej podróży i dostarczył obrazy skutków zderzenia.
Czarne siniaki powstałe na powierzchni Jowisza pasują do rozmiarów Ziemi …
Do planet Układu Słonecznego wysłano wiele sond kosmicznych z wyrafinowanymi instrumentami na pokładzie.
Prowadzą one z bliska badania tych odległych miejsc.
Ale Hubble także jest wyjątkowo użyteczny, utrzymując stale otwarte okno na Układ Słoneczny.
Dzięki niemu zobaczyliśmy burze na innych planetach,
… ich zmieniające się pory roku
… i bezprecedensowe obrazy innych zjawisk atmosferycznych, takich jak zorze,
znane na Ziemi jako zorze polarne.
Chociaż Układ Słoneczny z pewnością kryje jeszcze wiele niespodzianek,
Hubble zwrócił swe oko również na gwiazdy, szukając systemów planetarnych.
Astronomowie zaczynają szukać życia, w innych miejscach we Wszechświecie.
Na początek, skoncentrowali się na poszukiwaniu planety podobnej do naszej Ziemi.
W 2001 r., Hubble po raz pierwszy wykrył obecność atmosfery
na pozasłonecznej planecie i częściowo określił jej składniki.
Pewnego dnia, pomiary składu chemicznego atmosfer planet pozasłonecznych
pozwolą nam odnaleźć ślady życia poza Ziemią. Wszystkie żywe organizmy muszą oddychać,
a to zmienia skład atmosfery w sposób, który można wykryć.
Astronomowie wierzą, że istnieje wiele systemów planetarnych podobnych do naszego,
orbitujących wokół wielu gwiazd Galaktyki.
Narodziny, życie, śmierć i odrodzenie gwiazd następuje w niekończącym się cyklu, w którym gwiazdy,
narodzone z gazu i pyłu, świecą przez miliony lub miliardy lat,
umierają i powracają jako gaz i pył, z których formują się nowe pokolenia gwiazd.
Planety i niezbędne dla życia związki chemiczne, są produktami ubocznymi tego bezustannego procesu.
W ogromnej przestrzeni Wszechświata trwa wieczny cykl narodzin i śmierci…
ŻYCIE GWIAZD
Nasze Słońce, to ważne źródło energii dla życia na Ziemi, jest gwiazdą.
Zupełnie zwykłą gwiazdą,
podobną miliardom innych gwiazd w naszej Galaktyce.
Gwiazda jest po prostu kulą gorącego gazu.
Powstaje na skutek sprężenia chmury gazu i przez całe swe życie stopniowo uwalnia zgromadzoną energię,
ponieważ w jej centrum bezustannie zachodzi łańcuch reakcji jądrowych.
Jest to synteza jądrowa. W większości gwiazd następuje proces łączenia jąder wodoru w hel
- ten sam proces, który napędza niszczącą bombę wodorową.
Gwiazdy są jądrowymi fabrykami, które w szeregu reakcji syntezy przetwarzają lżejsze pierwiastki w cięższe.
Świecą one dopóki nie zużyją całego zapasu paliwa.
Oto życie gwiazdy: spokojny początek i powolna ewolucja aż do czasami gwałtownego końca.
Skąd możemy być pewni takiego scenariusza, jeśli typowa gwiazda, jak nasze Słońce, żyje miliardy lat?
By zbadać cykl życia danego organizmu na Ziemi,
nie musimy śledzić całego życia indywidualnego okazu.
Zamiast tego, możemy obserwować jednocześnie wiele takich organizmów.
Pokaże nam to różne fazy życia jednego osobnika.
Na przykład, każda scena życia człowieka jest migawką ludzkiego doświadczenia.
Sprawdza się to także w przypadku gwiazd...
Gwiazdy żyją i umierają przez miliony, albo nawet miliardy lat.
Nawet najbardziej rozrzutne gwiazdy żyją, co najmniej jeden milion lat
- dłużej niż cała historia ludzkości!
Niezwykłym jest to, że jesteśmy w stanie wyśledzić wiekowe zmiany występujące w poszczególnych gwiazdach.
By dowiedzieć się więcej o gwiazdach,
musimy wziąć próbki różnych gwiazd w każdej fazie życia i złożyć to razem
w pełen cykl od narodzin do śmierci.
Zdjęcia Hubble'a udokumentowały narodziny gwiazd i dostarczały wiele,
zadziwiających obrazów bogatych w barwne szczegóły.
Narodziny gwiazd w sąsiednim gwiezdnym "oddziale położniczym" mogą być użyte w charakterze machiny czasu
odtwarzającej wydarzenia, które uformowały nasz Układ Słoneczny.
Hubble często musiał ciężko pracować dla zdobycia tych informacji. Wiedza o naszej genezie
ukryta jest za zasłoną delikatnie świecących, bogatych w pył obłoków molekularnych, gdzie powstają gwiazdy.
Teraz także gdzieś we Wszechświecie formują się gwiazdy.
Ogromne rozświetlone filary zapylonego gazowego wodoru stanowią ich kolebki,
wygrzewające się w świetle pobliskich, niedawno utworzonych gwiazd.
Zdolność Hubble'a do obserwacji w podczerwieni pozwala przeniknąć pył i gaz,
dzięki temu po raz pierwszy zobaczyliśmy nowo narodzone gwiazdy.
Jednym z najbardziej ekscytujących odkryć Hubble'a była obserwacja dysków pyłowych,
otaczających niektóre z nowo narodzonych gwiazd, znajdujących się głęboko wewnątrz Mgławicy Oriona.
Rzeczywiście, widzimy tutaj powstawanie nowych układów słonecznych, tak mogą uformować się planety.
Podobnie wyglądał nasz własny Układ Słoneczny cztery i pół miliarda lat temu.
W pierwszych etapach życia, gwiazda magazynuje gaz pochodzący z pierwotnego obłoku.
Materiał spadający na gwiazdę tworzy bąble albo nawet strumienie,
kiedy jest ogrzany i płynie wzdłuż trajektorii, biegnących ku osi obrotu gwiazdy.
Często z jednej chmury gazu i pyłu rodzi się wiele gwiazd.
Niektóre mogą pozostać na zawsze razem, ewoluując w tym samym tempie,
jak przyjaciele z dzieciństwa, którzy przyjaźnią się całe życie.
Gwiazdy w tej gromadzie mają ten sam wiek, ale mają różne masy.
I dlatego ich losy będą bardzo różne.
Ludzkie istnienie jest mgnieniem oka w porównaniu z życiem gwiazdy.
Więc obserwacja przejścia między różnymi stadiami życia gwiazdy, może zdarzyć się tylko przez szczęśliwy zbieg okoliczności.
W ciągu piętnastu lat, Hubble pozwolił nam zaobserwować, kilka starzejących się gwiazd czasie rzeczywistym.
Teleskop zarejestrował sceny, które pozwoliły nam zobaczyć,
jak niektóre z gwiazd zmieniały swą postać w "minutowej" skali astronomicznego czasu.
Gwiazdy o największych masach kończą swój żywot w gwałtowny sposób,
unicestwiając się w gigantycznych gwiezdnych eksplozjach, znanych jako supernowe.
Przez kilka wspaniałych miesięcy, gwiazda taka staje się jednym z najjaśniejszych obiektów w całym Wszechświecie,
zaćmiewając wszystkie gwiazdy swej macierzystej galaktyki.
Od roku 1990, HST oglądał, jak rozwijał się dramat supernowej 1987A,
najbliżej nas eksplodującej gwiazdy w czasach nowożytnych.
Teleskop monitorując pierścień gazu otaczający wybuch supernowej,
zaobserwował pojawienie się jasnych plam, przypominających kamienie szlachetne w naszyjniku.
Te kosmiczne "perły" są rozświetlane przez ponaddźwiękowe fale uderzeniowe, uwolnione podczas eksplozji gwiazdy.
Szczątki eksplodującej gwiazdy mogą skrywać ciekawe obiekty.
Hubble sondował tajemnicze serce Mgławicy Krab, pozostałość po supernowej,
opisanej przez chińskich astronomów w 1054 roku i ujawnił jego dynamiczne centrum.
Najgłębszy obszar tej mgławicy skrywa szczególny rodzaj gwiazdy, pulsar.
Niczym latarnia morska, pulsar obracając się, emituje snop światła i energii
i pobudza do świecenia otaczającą go ogromną mgławicę pyłu i gazu.
Jednakże, nie wszystkie gwiazdy kończą życie tak gwałtownie.
Gwiazdy podobne Słońcu - stygną, kiedy zużyją cały zapas wodoru.
Centrum gwiazdy zapada się i zapalane są cięższe pierwiastki,
powodując, że zewnętrzne warstwy, rozszerzają się i powoli uciekają w przestrzeń.
Gwiazda w tej fazie życia to "czerwony olbrzym ".
Nasze Słońce stanie się "czerwonym olbrzymem" za 4 do 5 miliardów lat.
Rozrośnie się wówczas na tyle, że połknie Merkurego, Wenus a także naszą planetę.
Ale to jeszcze nie koniec. Gwiazdy tego typu mogą przybrać niezwykłą formę …
Zanim wyzioną ducha, gwiazdy podobne Słońcu odgrywają jeszcze jedną rolę.
W końcowych etapach syntezy jądrowej, gwiezdne wiatry
powodują rozdęcie czerwonego olbrzyma do ogromnej wielkości.
Podczas tej ekspansji, z wnętrza gazowej otoczki wyłania się centrum gwiazdy,
jego silne światło ultrafioletowe pobudza lotną otoczkę do świecenia.
Ponieważ w czasach wczesnych obserwacji teleskopowych,
te zdumiewające obiekty przypominały astronomom tarcze planet,
nazwano je mgławicami planetarnymi.
Wspaniałe obrazy Hubble'a pokazują mgławice planetarne przypominające egzotyczne motyle: trudno znaleźć dwie jednakowe.
Kolekcja olśniewających zdjęć mgławic planetarnych zebrana przez Hubble'a ukazuje intrygujące, zawiłe,
świetliste wzory: wiatraczki, wirujące strugi, eleganckie kształty pucharu,
beczki, a nawet kłęby spalin silnika rakietowego.
Ze swą wyjątkową lokalizacją, ponad zniekształcającą obraz atmosferą, Hubble jest jedynym teleskopem,
który może obserwować pełnię szczegółów tych zwiewnych otoczek ginących gwiazd.
Przeglądamy obrazy zarejestrowane przez Hubble'a w latach od 1994 do 2002.
Jedną z największych zagadek w nowoczesnej astrofizyce jest - jak symetryczna,
sferyczna kula gazu, taka jak Słońce, może dać początek tym skomplikowanym strukturom!
Niektóre mgławice planetarne wyglądają jak ogrodowy spryskiwacz tworzący strugi gazu,
wypływające w przeciwnych kierunkach.
… Czy te zdumiewające wzory mogły zostać wyrzeźbione przez pole magnetyczne
gwiazdy towarzysza, które skupia emitowany gaz w strugi?
Jakakolwiek jest ich przyczyna, w przeciągu dziesięciu tysięcy lat, te przelotne kosmiczne kwiaty rozpraszają się w przestrzeni.
Podobnie jak prawdziwe kwiaty użyźniając swe otoczenie produktami swego rozkładu,
pierwiastki chemiczne wyprodukowane wewnątrz gwiazdy, podczas jej życia, zostają rozproszone przez mgławicę planetarną
wzbogacając przestrzeń dookoła i dostarczając surowca dla nowych pokoleń gwiazd,
planet i prawdopodobnie również dla życia.
Ponieważ znikają one tak szybko w kosmicznej skali czasu,
w każdym momencie w naszej Drodze Mlecznej nie ma nigdy więcej niż około 15 tys. mgławic planetarnych.
Trwalszym pomnikiem martwej gwiazdy, jest małe serce, które po niej pozostaje.
Ten wyjątkowo gęsty obiekt, o rozmiarach Ziemi, zwany białym karłem,
resztę wieczności spędzi stygnąc, wypromieniowując stopniowo zgromadzone ciepło,
aby wreszcie po miliardach lat, osiągnąć temperaturę otaczającej przestrzeni -270 stopni Celsjusza.
KATASTROFY KOSMICZNE
Żyjemy wewnątrz ogromnego gwiezdnego systemu - galaktyki, znanej jako Droga Mleczna.
Widziana od zewnątrz Droga Mleczna składa się z jasnego centrum otoczonego przez długie, spiralne ramiona.
Cały ten układ powoli obraca się. Między gwiazdami są ogromne ilości gazu i pyłu
- które możemy zobaczyć - i pewnej nieznanej materii zwanej "Ciemną Materią", która jest niewidoczna.
Daleko od centrum, w jednym z ramion, na peryferiach Drogi Mlecznej,
znajduje się mały gwiezdny system, nasz dom, Układ Słoneczny.
Kiedy w pogodną noc spoglądamy na niebo, możemy dostrzec kilka tysięcy najbliższych nam gwiazd.
Mamy trudności, by widzieć dalej niż tysiące lat świetlnych z powodu pyłu, który przesłania przestrzeń
i tłumi światło odległych gwiazd.
A więc bez teleskopu możemy jedynie widzieć, niewielki fragment szerokiej na 100 tys. lat świetlnych Drogi Mlecznej.
Droga Mleczna zawiera kilkaset miliardów gwiazd, wiele podobnych naszemu Słońcu!!
Chociaż kilkaset tysięcy milionów jest prawie niewyobrażalną liczbą, jest to dopiero początek.
Astronomowie wierzą, że we Wszechświecie istnieje więcej niż sto miliardów galaktyk. Jak wiele gwiazd daje to w sumie?
W garści piasku z łatwością mieści się 50 tys. pojedynczych ziaren piasku. Mimo to, na całej plaży
jest zaledwie tyle ziaren piasku, by reprezentować każdą gwiazdę w Drodze Mlecznej.
We Wszechświecie jest tyle gwiazd ile ziaren piasku
na wszystkich plażach całej Ziemi.
Weźmy ziarno piasku, o rozmiarze 1 mm i umieśćmy go tutaj, by reprezentowało wielkość Słońca.
W tej skali najbliższa gwiazda byłaby odległa o prawie 30 kilometrów
- spacer do niej zająłby nam cały dzień.
Tak, galaktyki są głównie dużymi zbiorami pustki.
Jeśli potrafilibyśmy ścisnąć razem wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej,
to z łatwością zmieściłyby się w przestrzeni między naszym Słońcem a najbliższą gwiazdą,
zajęłyby niewielką jej część. Aby całkowicie wypełnić tę objętość,
musielibyśmy zapakować tam wszystkie gwiazdy, wszystkich galaktyk całego Wszechświata!!
Kiedy patrzymy na nocne niebo, Wszechświat wydaje się nieruchomy.
Jest tak, ponieważ czas naszego życia to maleńka kropelka we wszechświatowym oceanie czasu.
Naprawdę Wszechświat jest w nieustannym ruchu. Musielibyśmy patrzeć znacznie dłużej niż trwa ludzkie życie,
aby spostrzec ten ruch.
Dysponując wystarczającym czasem, zobaczylibyśmy jak gwiazdy i galaktyki poruszają się.
Gwiazdy obiegają centrum Drogi Mlecznej, a galaktyki przyciągają się wzajemnie dzięki grawitacji.
Czasami nawet się zderzają. Hubble zaobserwował liczne galaktyki rozbijające się w zderzeniach.
Jak majestatyczne okręty w głębinach nocy, galaktyki mogą zbliżyć się tak bardzo, że
wzajemne grawitacyjne oddziaływanie zaczyna modelować ich kształty,
w końcu nieodwracalnie, zlewają się razem. Jest to gigantyczny kosmiczny taniec, którego choreografem jest grawitacja.
Kiedy dwie galaktyki zderzają się, nie przypomina to wypadku samochodowego albo zderzenia kul bilardowych,
jest to raczej podobne do splatania twoich palców.
Większość gwiazd w galaktykach przejdzie nietknięta przez tę kolizję.
W najgorszym razie, grawitacja wyrzuci je, wraz z gazem i pyłem tworząc długie strugi
rozciągające się na setki albo więcej tysięcy lat świetlnych. Dwie galaktyki,
złapane w pułapkę, śmiertelnego grawitacyjnego objęcia, będą obiegały się nawzajem,
wyrzucając coraz więcej gazu i gwiazd. Wreszcie, po setkach milionów lat,
obie galaktyki zleją się w jedną, połączoną galaktykę.
Uważa się, że wiele dzisiejszych galaktyk, włączając Drogę Mleczną,
powstało w wyniku połączenia się mniejszych galaktyk, zderzających się przez miliardy lat.
Kolosalne i gwałtowne oddziaływanie między galaktykami,
wywołuje przypominający fajerwerk proces formowania gwiazd z dużych obłoków gazu, tworząc wspaniałe gwiezdne grona.
Droga Mleczna jest na kolizyjnym kursie z najbliższą nam dużą galaktyką w Andromedzie.
Galaktyki te zbliżają się do siebie z prędkością prawie 500 tys. km/godz. i po 3 miliardach lat,
zderzą się czołowo.
Kolizja doprowadzi do wspaniałego połączenia obu galaktyk,
po którym Droga Mleczna już nie będzie przypominać znanej nam galaktyki spiralnej.
Zamiast tego rozbuduje się do ogromnej galaktyki eliptycznej,
zawierającej wszystkie jej własne gwiazdy, a także wszystkie gwiazdy galaktyki w Andromedzie.
Widziany z Ziemi obraz kolizji, przypominać będzie coś takiego.
Ale nie zdarzy się to jeszcze przez bardzo długi czas,
wszędzie dookoła nas działają siły natury, nawet kiedy ich nie widzimy …
KOSMICZNE POTWORY
Czarne dziury to zagadkowe obiekty we Wszechświecie; pochłaniają wszystko co napotkają, niczego nie emitując.
Dla astronomów, wnętrze czarnej dziury pozostaje zupełnie nieznane.
Żadna informacja nie może pokonać olbrzymiego pola grawitacyjnego czarnej dziury
i nie ma sposobu by dowiedzieć się, co tam się dzieje.
Nie ucieknie z niej nawet światło. Skąd zatem wiemy że istnieją?
Samych czarnych dziur bezpośrednio obserwować nie można.
Jednakże astronomowie mogą badać pośrednie efekty ich obecności,
ponieważ to czego czarne dziury mają w nadmiarze, to grawitacja.
Wysoka rozdzielczość teleskopu Hubble'a ujawniła dramatyczny wpływ czarnych dziur na ich otoczenie.
I to nie tylko grawitacyjny. Astronomowie odkryli, że gdy materia wokół czarnej dziury
jest dostatecznie gęsta, zaczyna wydawać dźwięki niczym dzwon.
Oto rzeczywisty ton wydawany przez czarną dziurę położoną 250 milionów lat świetlnych od Ziemi.
Dźwięk rozlegał się w dysku otaczającym czarną dziurę, a jego wysokość została zmieniona tak,
aby wpadał w zasięg słyszalności ludzkiego ucha. W rzeczywistości to bemol, 57 oktaw poniżej środkowego C.
Astronomowie sądzą, że czarne dziury to osobliwości - po prostu punkty w przestrzeni kosmicznej.
Żadnej rozmiaru, żadnej objętości, za to nieskończenie gęste!
Czarne dziury mogą powstawać podczas końcowego zapadania się masywnej gwiazdy, kilka razy cięższej od Słońca.
Gwiezdne pozostałości po kolapsie stają się tak ciężkie, że nie ma w przyrodzie siły,
która mogłaby powstrzymać zapadanie do nieskończenie małej objętości.
Wydawałoby się, że po tym zapadnięciu się w nicość materia znika,
ta jednak ciągle przyciąga z olbrzymią siłą gwiazdy i wszystko co się w jej pobliżu pojawi.
Każda czarna dziura posiada swój punkt bez powrotu, nazwano go "horyzontem zdarzeń".
Jeśli coś, dajmy na to gwiazda przekroczy go, nigdy już jej nie ujrzymy.
Jej droga ku horyzontowi zdarzeń wiedzie po spirali zbliżającej się do czarnej dziury.
Gdy gwiazda podąży ku czarnej dziurze,
części zwrócone ku niej doznają silniejszego przyciągania niż reszta gwiazdy,
które rozciąga i wsysa je ku czarnej dziurze, aż…
olbrzymie siły przypływowe rozrywają ją na kawałki.
Obiekty te posiadają również inne, zadziwiające własności.
Zakrzywiają czasoprzestrzeń, zmieniając i wydłużając bieg czasu.
Wszystkie masywne ciała zmieniają strukturę czasu i przestrzeni, ale czarne dziury czynią to w stopniu niewiarygodnym.
Według słynnej, ogólnej teorii względności Einsteina
nieustraszony podróżnik, który dotarł do horyzontu zdarzeń
i nie dał się dalej wciągnąć, po powrocie z wyprawy będzie młodszy od rówieśników.
Najbardziej osobliwymi obiektami, o jakich spekulują astronomowie są tunele czasoprzestrzenne,
prowadzące z jednego punktu Wszechświata do drugiego.
Jeżeli w ogóle istnieją, to może któregoś dnia umożliwią podróże szybsze
niż to czyni światło w normalnej przestrzeni.
Hubble pokazał, że najprawdopodobniej czarne dziury znajdują się w centrach wszystkich galaktyk.
Jedna z nich spoczywa w środku Drogi Mlecznej. Wielka, supermasywna
czarna dziura, kilka milionów razy cięższa od tych, które powstają ze zwykłych gwiazd,
mogłaby powstać z połączenia się wielkiej ilości powstałych wcześniej gwiazdowych czarnych dziur.
Gdy zderzają się dwie galaktyki, to ich centralne czarne dziury rozpoczynają przedziwny taniec.
Po tym jak galaktyki łączą się w jedną,
ich czarne dziury jeszcze długo, przez setki milionów lat okrążają się nawzajem,
aż w końcu zlewają się w jedną jeszcze masywniejszą.
Końcowy proces jest tak gwałtowny i na tyle zmienia strukturę czasoprzestrzeni,
że możemy go obserwować z Ziemi za pomocą teleskopów i satelitów łowiących fale grawitacyjne.
W porównaniu z milionami lat łączenia się galaktyk,
końcowy kataklizm w ich jądrach jest krótki, zatem szansa jego obserwacji niewielka.
Jeszcze 50 lat temu Wszechświat wydawał się astronomom oazą spokoju.
Okazało się to jednak dalekie od prawdy
kosmosem targają gwałtowne zdarzenia: katastroficzne wybuchy supernowych,
zderzenia galaktyk, a olbrzymie potoki energii
wypływają z opadającej na czarną dziurę materii.
Odkrycie kwazarów potwierdziło istnienie tego kosmicznego tygla.
W ziemskich teleskopach kwazary wyglądają jak zwykłe gwiazdy.
I tak je widzieli astronomowie nazywając je obiektami kwazigwiazdowymi.
Lecz kwazary są znacznie jaśniejsze i znajdują się dalej niż gwiazdy.
Zasilane energią czarnych dziur w ich centrach, świecą jaśniej niż 1000 normalnych galaktyk.
Gwiazdy, które zbliżą się do kwazara wciągane są niczym woda do olbrzymiego kosmicznego leja.
Otaczający gaz tworzy gęsty dysk, który podczas opadania na czarną dziurę, silnie się nagrzewa,
a energia wypływa dwoma gigantycznymi strugami, prostopadłymi do dysku.
Kwazary znaleziono w różnych typach galaktyk, niektóre z nich się właśnie się zderzają.
Prawdopodobnie istnieje wiele mechanizmów rozbudzenia kwazarów,
a zderzenia par galaktyk, przyspieszają ten proces.
Hubble pokazał, że galaktyki wyglądające na normalne też mogą skrywać kwazary.
Lecz kwazary to nie jedyne odkryte przez astronomów źródła wysokich energii.
Niekiedy, niespodziewane odkrycia zdarzają się wtedy, gdy poszukujemy czegoś zupełnie innego.
Odkrycia takie często zmieniały kierunki rozwoju astronomii.
Błyski gamma zostały nieoczekiwanie odkryte w końcu lat 60 przez wojskowe satelity USA,
które poszukiwały oznak radzieckich prób jądrowych.
I zamiast znaleźć najsilniejsze wybuchy jakie ludziom udało się wywołać,
znaleziono najsilniejsze, ale w całym Wszechświecie.
Te zdumiewająco energetyczne błyski promieniowania gamma rejestruje się co najmniej raz dziennie z zupełnie przypadkowych kierunków.
I chociaż trwają kilka sekund, to wydzielają taką energię,
jak cała Droga Mleczna w ciągu kilku tysięcy lat.
Oko ludzkie nie widzi promieni gamma i potrzeba specjalnych przyrządów do jego rejestracji.
Przez 30 lat nikt nie wiedział jak powstają.
Przypomina to obserwację pocisków promieniowania gamma wystrzeliwanych z nieznanej nam broni.
Razem, z prawie wszystkimi teleskopami na Ziemi Hubble poszukiwał tej kosmicznej strzelby.
Przeczesywał okolice gdzie obserwowano błyski, próbując znaleźć jakiś odpowiedni obiekt.
Wszystkie te próby okazywały się daremne
aż do roku 1999 kiedy to obserwacje Hubble'a pokazały, że te monstrualne wybuchy zachodzą w odległych galaktykach.
Ich przyczyną może być wybuch przy końcowym kolapsie masywnej gwiazdy
lub dramatyczne spotkanie dwóch bardzo gęstych obiektów: dwóch czarnych dziur lub czarnej dziury z gwiazdą neutronową.
Czarne dziury to najbardziej egzotyczne obiekty we Wszechświecie.
Działając na materię, przejawiają się w różnorodny sposób.
Ich olbrzymie pole grawitacyjne potrafi zmienić bieg światła.
Promienie świetlne przechodzące blisko czarnej dziury zakrzywiają się,
tworząc naturalny teleskop, który może zajrzeć w kosmos dalej niż to wydawało się możliwym.
ILUZJE SOCZEWKOWANIA GRAWITACYJNEGO
Wędrowiec na pustyni widzi miraże, gdy światło z odległego obiektu załamuje się w rozgrzanym
powietrzu, unoszącym się nad piaskami. Podobnie my możemy zobaczyć miraże na niebie.
Miraże, które oglądamy przez współczesne teleskopy, takie jak teleskop Hubble'a, nie powstają w gorącym powietrzu,
lecz w odległych gromadach galaktyk - ogromnych zagęszczeniach materii.
Dawno temu ludzie sądzili, że Ziemia jest płaska.
Można to zrozumieć - w codziennym życiu nie widzimy zakrzywienia powierzchni naszej planety.
Przestrzeń także jest zakrzywiona i chociaż nie widzimy tego na rozgwieżdżonym niebie,
to zakrzywienie przestrzeni wywołuje zjawiska, które można obserwować…
Albert Einstein przewidział, że grawitacja zakrzywia przestrzeń i zaburza bieg promieni świetlnych,
w podobny sposób zmarszczki na lustrze wody powodują powstanie świetlnych wzorków na piaszczystym dnie.
Obraz odległej galaktyki może być zniekształcony i powiększony przez pole grawitacyjne
masywnych gromad galaktyk, leżących na drodze promieni światła.
Nazywamy to soczewkowaniem grawitacyjnym, bo mamy wrażenie, że patrzymy przez gigantyczne szkło powiększające.
Zniekształcenie obrazu jakie powstaje po przejściu światła w pobliżu masywnych obiektów
zależy od rodzaju 'soczewki'. Możemy zaobserwować rozmaite kształty odległych źródeł…
…pierścień Einsteina - obraz jest powiększony i ściśnięty w kształt okręgu…
…obrazy wielokrotne - jakby klony oryginalnej, dalekiej galaktyki…
…albo obrazy wyciągnięte w kształty bananów, łuków.
Einstein wiedział, że takie zjawiska występują we Wszechświecie,
ale nie przypuszczał, że da się je zaobserwować z Ziemi.
Niespodziewanie, jego teoria uzyskała obserwacyjne potwierdzenie już w 1919 roku.
Podczas ekspedycji do Afryki na całkowite zaćmienie Słońca,
kierowanej przez wybitnego astronoma brytyjskiego Arthura Eddingtona,
obserwowano położenia gwiazd znajdujących się w pobliżu zakrytej tarczy słonecznej.
Okazało się, że gwiazdy uległy lekkiemu przesunięciu,
w porównaniu do ich 'normalnych' pozycji, gdy w pobliżu nie ma Słońca.
Grawitacyjne zniekształcenia obrazów obiektów dalekiego Wszechświata możemy dziś obserwować z Ziemi przy pomocy
najlepszych teleskopów albo z orbity przez 'sokolookiego' Hubble'a.
HST po raz pierwszy ukazał nam szczegóły wewnątrz łuków Einsteina,
zdradzając prawdziwą strukturę soczewkowanych obiektów.
W 2003 r. astronomowie odkryli, że tajemnicze łuki widoczne na jednym ze zdjęć wykonanych przez teleskop Hubble'a,
to największy, najjaśniejszy i najgorętszy we Wszechświecie rejon powstawania gwiazd.
Tylko wyjątkowo masywne obiekty, np. gromady galaktyk,
są w stanie zakrzywić przestrzeń w stopniu dostatecznym do wytworzenia grawitacyjnych miraży,
- zauważalnych przez teleskop, nawet tak doskonały jak HST.
Jak dotąd soczewkowanie grawitacyjne obserwujemy głównie wokół gromad galaktyk,
skupiających setki, a nawet tysiące galaktyk. Przypuszcza się,
że są to największe obiekty Wszechświata, związane wspólnym polem grawitacyjnym.
Astronomowie wiedzą, że materia którą widzimy we Wszechświecie, jest niewielką częścią masy, jaka go wypełnia.
Grawitacja pochodząca od widocznej materii,
jest zbyt słaba, aby utrzymać w całości galaktyki czy gromady galaktyk.
Ponieważ kształt grawitacyjnych miraży zależy od całkowitej masy soczewki grawitacyjnej,
soczewkowanie grawitacyjne może służyć do 'ważenia' gromad oraz badania rozkładu ukrytej, ciemnej materii.
Na doskonałych zdjęciach z Hubble'a bez trudu możemy zobaczyć łuki, będące mirażem odległej galaktyki.
To zjawisko pozwala astronomom badać strukturę najdalszych galaktyk,
zbyt odległych, by mogły być dostrzeżone nawet przez najsilniejsze teleskopy.
Soczewki grawitacyjne pełnią rolę 'naturalnych teleskopów'.
W 2004 r. przy pomocy tej metody na zdjęciu z Hubble'a,
odkryto najdalszą galaktykę w znanej części Wszechświata.
NARODZINY I ŚMIERĆ WSZECHŚWIATA
Nic nie może poruszać się z prędkością większą niż światło w próżni, ale nawet prędkość światła nie jest nieskończona.
Oznacza to, że potrzebny jest pewien czas, aby światło pokonało określoną odległość.
Prędkość światła w próżni wynosi około 300 tys. km/s!
300 tys. km to niemal odległość z Ziemi do Księżyca.
Tak więc światło z Księżyca leci do nas ponad 1 sekundę.
Patrząc na Księżyc widzimy go takim, jaki był ponad sekundę temu.
Kto z nas nie rozmyślał o podróżach w czasie?
Skończona prędkość światła umożliwia nam zaglądanie w przeszłość.
Patrząc w niebo musimy zaczekać, aż światło z odległych światów dotrze do nas,
i zdradzi, co tam się działo, gdy fotony ruszały w podróż.
Silne teleskopy, jak HST, pozwalają nam penetrować przestrzeń i przeszłość tak daleko, jak nigdy dotąd.
To co widzą kosmologowie jest wprost fantastyczne.
W latach 20. ubiegłego wieku astronom Edwin Hubble odkrył, że większość galaktyk oddala się od nas
z prędkością proporcjonalną do odległości. Im dalsza galaktyka, tym szybciej ucieka.
Jest to efektem rozszerzania się Wszechświata, jego ekspansji.
Ekspansja zaczęła się miliardy lat temu gigantyczną eksplozją zwaną Wielkim Wybuchem.
Wyznaczenie prędkości ekspansji pozwala oszacować wiek i rozmiary Wszechświata.
Tę prędkość nazywamy stałą Hubble'a.
Wiek Wszechświata można ocenić 'odwracając' bieg czasu, ściskając Wszechświat
- aż do uzyskania nieskończenie małego punktu, z którego się on narodził.
Głównym celem naukowym projektantów teleskopu kosmicznego było wyznaczenie rozmiaru i wieku Wszechświata.
„Key Project”- zadanie precyzyjnego wyznaczenia stałej Hubble'a powierzono,
zespołowi astronomów, którzy przy pomocy teleskopu kosmicznego mieli obserwować
cefeidy - gwiazdy zmienne, pełniące rolę „słupów milowych” we Wszechświecie.
Cefeidy bardzo regularnie zmieniają swój blask.
Okres zmian jest ściśle związany z właściwościami fizycznymi cefeidy,
zależność ta pozwala dokładnie wyznaczyć odległość do gwiazdy.
Z tej przyczyny cefeidy nazywa się również 'świecami standartowymi'.
Cefeidy są traktowane jako pośredni etap przy mierzeniu odległości do supernowych,
gwiazd znacznie jaśniejszych od cefeid, a więc widocznych z większych odległości.
HST zmierzył zmiany jasności podczas wybuchów gwiazd supernowych znacznie dokładniej niż inne teleskopy,
głównie dzięki swej niezwykłej zdolności rozdzielczej.
Obrazy supernowych w teleskopach naziemnych są zakłócone światłem ich macierzystych galaktyk.
Teleskop Hubble'a potrafi rozdzielić światło pochodzące z tych dwóch źródeł.
Przy pomocy cefeid i supernowych sporządzono nową skalę odległości we Wszechświecie.
Dzięki teleskopowi Hubble'a wyznaczono też z większą precyzją wiek Wszechświata:
wynosi on około 14 miliardów lat.
Przez lata astronomowie dyskutowali, czy ekspansja Wszechświata kiedyś się zatrzyma
i Wszechświat zacznie się kurczyć, czy też będzie się rozszerzał wiecznie, coraz wolniej, i wolniej...
Wykorzystując obserwacje odległych supernowych wykonane przez HST oraz najlepsze teleskopy naziemne
wyznaczono odległości do najdalszych gwiazd. Analiza wyników doprowadziła do wniosku,
że tempo ekspansji Wszechświata wcale nie maleje, a Wszechświat rozszerza się coraz szybciej!!
Gdy wykorzystano HST do zbadania jak zmieniało się tempo ekspansji w czasie,
okazało się niespodzianie, że w pierwszej połowie dziejów,
tempo ekspansji malało. Potem pojawiła się jakaś tajemnicza siła,
rodzaj antygrawitacji, która sprawiła, że prędkość ekspansji zaczęła wzrastać i trwa to do dzisiaj.
Może to oznaczać, że czeka nas smutny los, ponieważ siła antygrawitacji
staje się coraz potężniejsza i w przyszłości
grawitacja może zostać pokonana, a Wszechświat wystrzeli z ogromnym przyspieszeniem, jak z katapulty.
Materia, która go wypełnia zostanie wówczas rozerwana na atomy.
KU KRAŃCOM CZASU
Docierają do nas niezwykłe wiadomości z głębin Wszechświata.
Tak jak geologowie kopią coraz głębiej, by znaleźć coraz starsze skamieniałości,
będące świadkami coraz starszych epok, tak i astronomowie docierają do coraz starszych 'pokładów czasu',
obserwując światło przychodzące od coraz dalszych obiektów.
HST rozpoczął nową erę, którą można nazwać astroarcheologią, a narodziła się ona w Boże Narodzenie 1995 r…
Poświęcenie 10 dni z rzędu, cennego czasu najdoskonalszego teleskopu świata, na to by wpatrywał się w jeden obszar nieba
wydawało się dziwactwem. Tak myślało wielu astronomów, gdy w 1995 roku przystępowano do eksperymentu.
Obserwacje Głębokiego Pola to długotrwałe ekspozycje wybranego fragmentu nieba.
Ich celem było odkrycie najsłabszych obiektów poprzez kumulację słabego światła przez długi czas.
Im głębiej (dłużej) prowadzimy obserwacje, tym słabsze obiekty wyłaniają się na obrazie.
Ciała niebieskie mogą być ledwo widoczne albo dlatego, że słabo świecą, albo z powodu ich wielkiej odległości.
"Kiedy składano propozycje tego eksperymentu,
nikt nie wiedział czy i jakie rezultaty naukowe on przyniesie.
Ale już pierwsze obrazy wywołały zachwyt! Na tym małym wycinku nieba zobaczyliśmy ponad 3 tysiące galaktyk."
Obserwowany fragment nieba w Wielkiej Niedźwiedzicy, przy dyszlu Wielkiego Wozu,
był starannie dobrany, tak aby był jak najbardziej pusty, by móc zajrzeć jak najdalej,
by obiekty Drogi Mlecznej czy jakieś bliskie galaktyki nie przesłoniły głębin.
Tysiące galaktyk widoczne na zdjęciu znajdują się na różnych etapach ewolucji
i położone są wzdłuż 'korytarza' długiego na miliardy lat świetlnych.
Porównanie różnych galaktyk na różnych etapach ich życia,
pozwala astronomom badać ich ewolucję w czasie.
Eksperyment Głębokiego Pola powtórzono później na niebie południowym.
Oba odkryte pola, są jakby dziurkami od klucza, przez które podglądamy najstarsze obrazy Wszechświata.
Niektóre ze sfotografowanych obiektów są tak słabe, że ujrzenie ich było równie trudne jak
zobaczenie z Ziemi światła lampy błyskowej włączonej na Księżycu.
"Można śmiało powiedzieć, że Głębokie Pole zapoczątkowało nową erę kosmologii obserwacyjnej.
Poznaliśmy wygląd młodego Wszechświata".
Głębokie Pole wskazało nowe kierunki badań współczesnej astronomii.
Po odkryciu pierwszego Głębokiego Pola prawie wszystkie teleskopy zaczęły wpatrywać się w to miejsce,
Współpraca wielu teleskopów o różnych parametrach i możliwościach, pracujących w różnych warunkach,
obserwujących na różnych długościach fal, przyniosła nadspodziewanie interesujące wyniki.
Uzyskaliśmy informacje o tempie procesów gwiazdotwórczych w różnych częściach Wszechświata.
Niespodziewanie okazało się, że boom narodzin gwiazd wystąpił parę miliardów lat po Wielkim Wybuchu.
Tworzyło się wtedy ponad 10 razy więcej gwiazd niż obecnie.
Gdy odkryto te nieznane wcześniej krańce Wszechświata i jego wczesną historię,
astronomowie spróbowali spojrzeć teleskopem Hubble'a jeszcze dalej w przeszłość.
W latach 2003-2004 HST wykonywał najdłuższe w historii ekspozycje:
Ultragłębokie Pole Hubble'a. W ciagu 28-dniowej ekspozycji,
sięgnięto jeszcze dalej niż w głębokich przeglądach Pola Północnego i Południowego.
Ultragłębokie Pole pokazało nam galaktyki wyłaniające się z tzw. "ciemnych wieków"
- to czas krótko po powstaniu Wszechświata, nim pierwsze gwiazdy zaczęły rozświetlać zimny, ciemny Wszechświat.
Po Wielkim Wybuchu, zanim powstały gwiazdy i galaktyki, szybko ekspandujący Wszechświat -
był równomiernie wypełniony materią.
W miarę upływu czasu, królowa wszystkich sił, grawitacja, powoli rozpoczynała panowanie. Powoli, lecz skutecznie…
Pod wpływem przyciągania tajemniczej, ciemnej materii,
małe obłoczki zwyczajnej materii zaczęły skupiać się w rejonach o podwyższonej gęstości.
Panowała ciemność, żadna gwiazda nie rozświetlała przestrzeni.
Tam, gdzie obłoki miały większą gęstość, materia była coraz silniej przyciągana,
i rozpoczęła się rywalizacja między ekspansją przestrzeni a grawitacją.
Tam, gdzie wygrała grawitacja, następował kolaps
i rodziły się pierwsze gwiazdy i galaktyki.
Tam, gdzie gęstość była największa, na skrzyżowaniach potężnych, sieciopodobnych struktur materii
- powstawały najmasywniejsze znane skupiska materii: gromady galaktyk.
Obraz Głębokich Pól wypełniają tysiące galaktyk o przeróżnych rozmiarach, kształtach i kolorach.
Astronomowie przez długie lata będą badać miriady nowo odkrytych galaktyk,
by zrozumieć jak powstały i jak zmieniały się od Wielkiego Wybuchu do dziś.
W przeciwieństwie do dobrze znanych, klasycznych galaktyk spiralnych i eliptycznych,
tu ujrzeliśmy całe ZOO galaktyk o nieregularnych kształtach; jedne przypominają wykałaczki,
inne podobne są do bransoletek, jeszcze inne zdają się oddziaływać na siebie.
Ich przedziwne kształty w niczym nie przypominają elegancji galaktyk spiralnych czy eliptycznych.
Obrazy tych galaktyk są kroniką czasów, gdy Wszechświat był chaotyczny,
gdy uporządkowanie i struktury dopiero zaczynały się pojawiać.
Niezwykle ważną cechą teleskopu Hubble'a jest bogactwo przyrządów na jego pokładzie,
dzięki temu w tym samym czasie prowadzone są różne obserwacje.
Ultragłębokie Pole Hubble'a to w zasadzie dwa różne obrazy, uzyskane przez dwa przyrządy:
kamerę ACS i instrument NICMOS, który widzi jeszcze dalej niż ACS.
NICMOS rejestruje promieniowanie podczerwone, dlatego widzi najdalsze galaktyki;