To jest Hubblecast!
Wiadomości i zdjęcia z, należącego do NASA/ESA, Teleskopu Kosmicznego Hubble'a.
Podróżując poprzez czas i przestrzeń z naszym gospodarzem doktorem J., znanym również jako dr Joe Liske.
Witajcie w szóstym specjalnym odcinku Hubblecast, związanym z obchodami Międzynarodowego Roku Astronomii 2009.
W piątym odcinku zobaczyliśmy jak niektóre teleskopy badają tą część Wszechświata, której nie możemy dostrzec własnym wzrokiem.
Tym razem dowiemy się, jak kosmiczne teleskopy zrewolucjonizowały niemal każdą dziedzinę astronomii.
Teleskop Kosmiczny Hubble'a.
To niewątpliwie najbardziej znany teleskop w historii. Nie bez powodu.
Hubble zrewolucjonizował tak wiele dziedzin astronomii.
Zgodnie z obecnymi standardami zwierciadło Hubble'a jest dość małe.
Mierzy zaledwie około 2.4 metra średnicy.
Jednak umiejscowienie teleskopu jest dosłownie nie z tego świata.
Wysoko, ponad zakłócającym wpływem ziemskiej atmosfery Hubble ma wyjątkowo ostry widok na Wszechświat,
a co więcej, może widzieć w ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni.
Ten zakres długości światła nie jest widzialny dla teleskopów naziemnych, ponieważ jest blokowany przez atmosferę.
Kamery i spektrografy, niektóre tak duże jak budka telefoniczna, rozdzielają i rejestrują światło z odległych rubieży kosmosu.
Tak jak każdy teleskop naziemny, tak i Hubble jest od czasu do czasu poddawany modernizacji.
Astronauci spacerujący w kosmosie realizują niezbędne misje serwisowe.
Uszkodzone części są wymieniane, a starsze instrumenty zastępowane nowszą i najnowszą technologią.
Hubble stał się siłą napędową astronomii obserwacyjnej
i zmienił nasze rozumowanie kosmosu.
Swoim przenikliwym wzrokiem Hubble obserwował zmiany pór roku na Marsie...
uderzenie komety w Jowisza...
ułożone idealnie w płaszczyźnie pierścienie Saturna...,
a nawet powierzchnię niewielkiego Plutona.
Odsłonił przed nami cykl życia gwiazd, od ich wczesnych narodzin i niemowlęcych dni w żłobku pełnym, obfitujących w pył, obłoków gazu,
aż do ich ostatecznego pożegnania:
jako delikatne mgławice powoli "rozdmuchiwane" w kosmos przez umierające gwiazdy,
albo jako potężne wybuchy supernowych, przyćmiewające niemal swoją rodzimą galaktykę.
Głęboko w Mgławicy Oriona, Hubble dostrzegł nawet wylęgarnie nowych układów słonecznych:
dyski pyłu wokół nowo narodzonych gwiazd, które wkrótce mogą przekształcić się w planety.
Kosmiczny teleskop badał tysiące indywidualnych gwiazd w olbrzymich gromadach kulistych, najstarszych gwiezdnych rodzinach we Wszechświecie
i oczywiście galaktyki.
Nigdy wcześniej astronomowie nie widzieli tak wielu szczegółów.
Majestatyczne spirale, absorbujące pasma pyłu, gwałtowne kolizje.
Niezwykle długie czasy ekspozycji pustych obszarów nieba
ujawniły nawet tysiące bladych galaktyk odległych o miliardy lat świetlnych.
Fotony wyemitowane kiedy Wszechświat był wciąż młody.
Okno na odległą przeszłość, rzucające nowe światło na nieustannie ewoluujący kosmos.
Hubble to nie jedyny teleskop w przestrzeni kosmicznej.
Oto, należący do NASA, kosmiczny teleskop Spitzer'a, wystrzelony na orbitę w sierpniu 2003 roku.
Na swój sposób jest to odpowiednik Hubble'a, tyle że w podczerwieni.
Spitzer ma zwierciadło o średnicy zaledwie 85 centymetrów,
ale jest ukryty za osłoną cieplną, która chroni go przed Słońcem,
zaś jego detektory są schowane w zbiorniku wypełnionym ciekłym helem.
Tutaj detektory są schładzane do zaledwie kilku stopni powyżej absolutnego zera, co czyni je bardzo, bardzo czułymi.
Spitzer ukazał Wszechświat pełen pyłu.
Ciemne, nieprzezroczyste obłoki pyłu, ogrzewane od środka, święcą w podczerwieni.
Fale uderzeniowe, powstałe na skutek galaktycznych kolizji, zbierają pył w wymowne pierścienie i faliste struktury,
nowe miejsca dla wszechobecnego procesu kształtowania się gwiazd.
Pył powstaje również w następstwie śmierci gwiazdy.
Spitzer ustalił, że pozostałości mgławic planetarnych są nasycone cząsteczkami pyłu,
wstępnymi elementami składowymi przyszłych planet.
W innym zakresie długości fal podczerwonych, Spitzer może również spoglądać poprzez obłoki pyłu,
ujawniając znajdujące się wewnątrz, ukryte w ich centrach gwiazdy.
Wreszcie spektrografy teleskopów kosmicznych zbadały atmosfery pozasłonecznych planet –
gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz, które okrążają swoje gwiazdy macierzyste w wyścigowym tempie zaledwie kilku dni.
A co z promieniami X i gamma?
Cóż, są całkowicie blokowane przez ziemską atmosferę.
Zatem bez kosmicznych teleskopów astronomowie byliby całkowicie ślepi na te energetyczne formy promieniowania.
Teleskopy rentgenowskie i gamma ujawniają gorący, energetyczny i gwałtowny Wszechświat
gromad galaktyk, czarnych dziur, wybuchów supernowych i zderzeń galaktyk.
Stąd bardzo trudno je zbudować.
Promieniowanie energetyczne przechodzi przez konwencjonalne zwierciadło.
Promienie X mogą być wychwycone jedynie za pomocą ustawionych jedna za drugą soczewek, wykonanych z czystego złota.
Promienie gamma są natomiast badane przy użyciu zaawansowanych kamer otworkowych,
lub ułożonych warstwowo scyntylatorów, które uderzone przez foton promienia gamma emitują krótkie błyski w zakresie światła widzialnego.
W latach dziewięćdziesiątych NASA korzystała z obserwatorium promieni gamma Compton.
W tym czasie był to największy i najcięższy satelita naukowy, jaki kiedykolwiek został wystrzelony na orbitę.
W pełni wyposażone laboratorium fizyczne w przestrzeni kosmicznej.
W 2008 Compton został zastąpiony przez GLAST:
Kosmiczne Obserwatorium Promieniowania Gamma (the Gamma Ray Large Area Space Telescope).
Następca Comptona będzie badał wszystko w wysokoenergetycznym Wszechświecie, od ciemnej materii do pulsarów.
Tymczasem w przestrzeni kosmicznej, astronomowie mają do dyspozycji dwa inne teleskopy rentgenowskie.
Należące do NASA Obserwatorium Promieni-X, Chandra
i należące do ESA Obserwatorium XMM-Newton, które badają najgorętsze miejsca we Wszechświecie.
Oto jak wygląda niebo widziane w zakresie promieniowania rentgenowskiego.
Rozbudowane struktury są obłokami gazu
rozgrzanego do milionów stopni przez fale uderzeniowe w pozostałości supernowej.
Źródłami jasnego punktu są układy podwójne promieniowania rentgenowskiego:
gwiazdy neutronowe, albo czarne dziury zasysające materię z sąsiedniej gwiazdy.
To ciepło w opadającym gazie emituje promienie-X.
Podobnie teleskopy rentgenowskie odkrywają supermasywne czarne dziury w centrach odległych galaktyk.
Materia, która skręca się do wewnątrz staje się wystarczająco gorąca, aby emitować promienie X
na krótko przed tym, zanim pogrąży się w czarnej dziurze i zniknie z pola widzenia.
Gorący, lecz rozrzedzony gaz wypełnia również przestrzeń pomiędzy poszczególnymi galaktykami w gromadzie.
Niekiedy ten, występujący wewnątrz gromad, gaz jest jeszcze bardziej schładzany i ogrzewany przez zderzające i łączące się gromady galaktyk.
Jeszcze bardziej ekscytujące są rozbłyski gamma, najbardziej energetyczne zdarzenia we Wszechświecie.
Są to nieuchronne, katastrofalne eksplozje bardzo masywnych, gwałtownie wirujących gwiazd.
W mniej niż sekundę uwalniają więcej energii niż Słońce w ciągu 10 miliardów lat.
Hubble, Spitzer, Chandra, XMM-Newton and GLAST, to wielofunkcyjne olbrzymy.
Jednak niektóre teleskopy są znacznie mniejsze i mają bardziej sprecyzowane misje.
Weźmy na przykład COROT.
Ten francuski satelita jest przeznaczony do kosmicznej sejsmologii i badania pozasłonecznych planet.
Natomiast, należący do NASA, satelita Swift,
to połączone obserwatorium promieniowania rentgenowskiego oraz gamma, zaprojektowane do rozwikłania tajemnicy rozbłysków gamma.
Jest również sonda kosmiczna WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe).
W czasie swojego, nieco ponad dwuletniego pobytu w kosmosie, WMAP dokonał już niezwykle dokładnego pomiaru kosmicznego promieniowania tła.
Ponadto dostarczył kosmologom, jak dotąd najlepszy, obraz jednej z najwcześniejszych faz istnienia Wszechświata,
sprzed ponad 13 miliardów lat.
Otwarcie granic przestrzeni kosmicznej było jednym z najbardziej ekscytujących etapów rozwoju w historii teleskopu.
Zatem, co dalej?
Dziękuję, że dołączyliście do mnie w tym szóstym odcinku specjalnej serii.
Następnym razem przyjrzymy się nowym i zdumiewającym teleskopom przyszłości, które są aktualnie planowane.
Tu dr J., wylogowuję się z Hubblecast.
Jeszcze raz natura zaskoczyła nas, przekraczając nasze najśmielsze wyobrażenia. Tłumaczenie — Mirosław Wójcik