Krążąc wokół Ziemi przez ponad dwie dekady, teleskop Hubble'a przyczynił się
do wielu fascynujących odkryć naukowych.
Po wizycie astronautów w 2009 roku, podczas której dokonano serwisu i zainstalowano nowe instrumenty,
teleskop osiąga teraz maksimum swoich możliwości.
Z czasem
uwagę skupiono na ambitnych projektach,
których nawet nie rozważano kilka lat temu.
Projekty te mogą pomóc odpowiedzieć na jedne z największych pytań współczesnej astronomii
i bedą miały wkład do nauki przez wiele następnych lat.
Odcinek 45: Budując skarbiec obserwacji
Przedstawia dr J, a.k.a. dr Joe Liske
Witajcie.
Czas obserwacyjny na teleskopie Hubble'a jest bardzo cenny i wysoce pożądany.
Oznacza to, że kiedy astronomowie chcą użyć teleskopu Hubble'a, muszą aplikować o czas obserwacyjny.
W swojej aplikacji
bardzo szczegółowo przedstawić muszą, co dokładnie chcą badać
i jak zamierzają to robić.
Proces ten dobrze się sprawdza dla dużej większości projektów,
które zwykle mają dobrze zdefiniowane cele naukowe.
Jednak od czasu do czasu teleskop Hubble'a jest używany do czegoś znacznie większego,
mającego znacznie szersze cele naukowe.
W takich przypadkach tradycyjny sposób przydzielania czasu obserwacyjnego nie wystarcza.
Aktualnie trwają trzy takie duże projekty, nazywane wielocyklowymi programami
i są one najbardziej ambitnymi projektami, jakie kiedykolwiek były przeprowadzone za pomocą teleskopu Hubble'a.
Skala takich projektów jest zupełnie inna
niż skala regularnych projektów
i wymaga tysięcy godzin obserwacji podzielonych na kilka lat.
Zamiast przywiązywać wagę do zagadnień badawczych pojedynczych naukowców,
co zwykle ma miejsce, te wielkie programy zaplanowane są tak,
aby stworzyć skarbiec danych, które jak najwięcej osób będzie mogło wykorzystać w swojej pracy.
Na przykład wielobarwny program obserwacji Andromedy tworzy
dokładną mapę części pobliskiej galaktyki Andromedy,
od jej jasnego jądra do niewyraźnych obrzeży jednego z jej ramion spiralnych.
Andromeda jest najbliższą Drodze Mlecznej galaktyką spiralną
i daje nam niezrównany wgląd w swoją strukturę,
która jest podobna do struktury naszej galaktyki.
Jest ona całkiem duża na niebie - jej rozmiar jest kilka razy większy niż rozmiar Księżyca w pełni,
ale jest tak słaba, że ledwo widoczna gołym okiem, nawet w bardzo ciemną noc.
Dla teleskopu Hubble'a jednak płonie swoimi gwiazdami,
a jak się szacuje 100 milionów z nich będzie zaobserwowanych do końca przeglądu.
Nie będzie to tylko znalezienie ich pozycji, ale również szczegółowa informacja w świetle widzialnym,
podczerwieni i ultrafiolecie - coś, czego żaden inny teleskop nie potrafi dokonać.
Mierząc dokładnie wskaźniki barwy gwiazd jest istotne do zbadania wielu ich własności,
na przykład ich temperatury na powierzchni.
Z taką ilością danych naukowcy będą dokonywać odkryć
dotyczących galaktyki Andromedy przez długi czas.
Inny tego typu program wykorzystujący teleskop Hubble'a przygląda się ewolucji Wszechświata w czasie.
Jest to głęboki pozagalaktyczny podczerwony przegląd kosmiczny,
w skrócie zwany CANDELS.
Skanując ogromne, ciemne obszary nieba, gdzie znajduje się bardzo niewiele pobliskich gwiazd,
przegląd ten wygląda poza granice naszego kosmicznego sąsiedztwa
i patrzy w najdalsze obręby Wszechświata.
Obserwowane są galaktyki, będące tak daleko, że ich światło potrzebowało miliardy lat, aby do nas dotrzeć.
Pozwala to astronomom na badanie odległej przeszłości Wszechświata
oraz poznania, jak galaktyki ewoluowały w czasie.
Tak jak przegląd galaktyki Andromedy,
przegląd CANDELS używa zdolności teleskopu Hubble'a do stworzenia dokładnych map nieba w świetle widzialnym
oraz w podczerweni i ultrafiolecie.
Od formowania się wczesnych galaktyk
do powstania gromad galaktyk, kwazarów, w połowie drogi poprzez kosmiczną historię,
CANDELS da nam bogactwo informacji do studiowania jednych z największych pytań w kosmologii.
Trzecim z takich ogromnych programów obserwacyjnych jest przegląd soczewkowania gromad
i supernowych,
lub w skrócie CLASH. Obserwuje on ogromne gromady galaktyk eliptycznych.
Mają one takie masy, że ich grawitacja zauważalnie załamuje światło,
trochę jak ogromne szkło powiększające.
Soczewki mogą pomóc astronomom zobaczyć odległe galaktyki, wzmacniając ich światło,
gdyż w innym przypadku galaktyki te byłyby za słabe, aby je zauważyć.
Dodatkowo badanie tych gromad jest kluczowe, aby wyjaśnić dwie zagadki współczesnej astronomii,
ciemną materię i ciemną energię.
Badanie zwykłej materii we Wszechświecie, jak gwiazdy czy chmury gazu,
jest względnie łatwe, ponieważ emitują one lub absorbują światło.
Jednak okazuje się, że większość materii we Wszechświecie nie jest to zwykła materia,
ale raczej tzw. ciemna materia, które nie wysyła żadnego promieniowania.
Astronomowie nie wiedzą, czym tak naprawdę ona jest.
Jednak patrząc na to, jak gromady galaktyk uginają światło z odległych galaktyk tła,
pozwala nam zrekonstruować mapę rozkładu ciemnej materii wewnątrz tych gromad.
Przegląd CLASH będzie również badał odległe supernowe.
To pozwoli na zbadanie tempa ekspancji Wszechświata
i pomoże nam zrozumieć zagadkę, dlaczego ekspansja ta przyspiesza.
W rzeczywistości już teraz dokonywane są odkrycia na podstawie pierwszych danych dostępnych z przeglądu.
W kwietniu 2011 roku
zidentyfikowano daleką galaktykę zobrazowaną dzięki soczewce grawitacyjnej w gromadzie Abell 383,
jedną z 25-ciu, jakie będą badane w tym przeglądzie.
Dzięki temu, że gromada wzmacnia światło z odległej galaktyki,
astronomowie byli w stanie dokonać dużo bardziej dokładnych obserwacji niż byłoby to możliwe w innym przypadku.
Odkryli, że gwiazdy w tej galaktyce są zaskakująco stare,
musiały powstać zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu,
dużo wcześniej niż się spodziewano.
Zatem mimo tego, że teleskop Hubble'a ma ponad 20 lat,
to właśnie teraz wykonuje jedne z najambitniejszych projektów,
budując bibliotekę danych, która będzie służyć astronomom w przyszłości.
To oznacza, że pomimo swojego wieku
teleskop Hubble'a nie będzie zepchnięty na drugi plan przez kolejny kosmiczny teleskop,
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, lub JWST.
JWST, który ma rozpocząć pracę pod koniec tej dekady,
został zaprojektowany, aby odpowiedzieć na niektóre z fascynujących pytań, jakie postawił teleskop Hubble'a:
jak formują się gwiazdy? Kiedy pojawiły się pierwsze galaktyki? Co kryje się w ogromnych pyłowych mgławicach?
Aby odpowiedzieć na te głębokie pytania, teleskop JWST będzie obserwował głównie w podczerwieni.
To oznacza, że zdolność teleskopu Hubble'a do obserwacji widma promieniowania od ultrafioletu, poprzez zakres widzialny,
aż do podczerwieni jest unikatowa
i żaden inny teleskop w następnych dekadach nie będzie jej posiadał.
Ogromne przeglądy wykorzystują to,
budując spuściznę danych, które pomogą naukowcom rozwikłać
sekrety Wszechświata w następnych latach.
Tu dr J, to już wszystko w dzisiejszym Hubblecast.
Jeszcze raz natura zaskoczyła nas bardziej niż najśmielsza wyobraźnia.
Tekst: ESA/Hubble. Tłumaczenie: Anna Raiter-Smiljanic.