Τι μάθαμε μετά από 32 χρόνια Hubble της NASA

Στις 24 Απριλίου 1990, η NASA εκτόξευσε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble σε τροχιά της Γης.

Αυτή η εικόνα δείχνει την ανάπτυξη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, στις 25 Απριλίου 1990, μία ημέρα μετά την εκτόξευσή του. Καταγράφηκε από την κάμερα IMAX Cargo Bay (ICBC) που ήταν εγκατεστημένη στο διαστημικό λεωφορείο Discovery. Λειτουργεί εδώ και 32 χρόνια και δεν έχει συντηρηθεί από το 2009. Με κάτοπτρο διαμέτρου 2,4 m, συλλέγει τόσο φως σε 1 λεπτό όσο ένα τηλεσκόπιο 160 mm (6,3) που χρειάζεται 3 ώρες 45 λεπτά για να συναντηθεί.

(πίστωση: NASA / Ίδρυμα Smithsonian / Lockheed Corporation)

Αρχικά, ένα ελάττωμα στα οπτικά οδήγησε σε απογοητευτικά θολές εικόνες.

Η διαφορά πριν και μετά μεταξύ της αρχικής προβολής Hubble (στα αριστερά) με ελαττώματα καθρέφτη και των διορθωμένων εικόνων (στα δεξιά) μετά την εφαρμογή της κατάλληλης οπτικής. Η πρώτη αποστολή συντήρησης, το 1993, έφερε την αληθινή δύναμη του τηλεσκοπίου Hubble στο προσκήνιο της αστρονομίας, όπου παραμένει έκτοτε.

(πίστωση: NASA / STScI)

Αλλά οι επόμενες αποστολές υπηρεσίας έχουν μετατρέψει το Hubble στο επικό παρατηρητήριο που όλοι γνωρίζουμε.

Ο Πλούτωνας όπως απεικονίζεται με το Hubble εμφανίζεται σε ένα σύνθετο μωσαϊκό, μαζί με τα πέντε φεγγάρια του. Ο Χάρων, ο μεγαλύτερος, θα πρέπει να φωτογραφηθεί με τον Πλούτωνα σε ένα εντελώς διαφορετικό φίλτρο λόγω της φωτεινότητάς του. Τα τέσσερα μικρότερα φεγγάρια περιφέρονται γύρω από αυτό το δυαδικό σύστημα κατά 1.000 μεγαλύτερους χρόνους έκθεσης στην εκτίναξή τους. Το Nix και η Hydra ανακαλύφθηκαν το 2005, με το Kerberos να ανακαλύφθηκε το 2011 και το Styx το 2012.

(πίστωση: NASA, ESA και M.Wallter (Ινστιτούτο SETI))

Όπως μας έδειξε το σύμπαν, έχουμε απαντήσει σε πολλές από τις βαθύτερες ερωτήσεις μας.

READ  Η SpaceX εκτοξεύει 2.000 δορυφόρους Starlink - διαστημική πτήση τώρα

Αυτή η βαθιά περιοχή του GOODS-South Field περιέχει 18 γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια τόσο γρήγορα που ο αριθμός των αστεριών στο εσωτερικό διπλασιάζεται σε μόλις 10 εκατομμύρια χρόνια: μόνο το 0,1% της ηλικίας του σύμπαντος. Οι βαθύτερες απόψεις του σύμπαντος, όπως αποκαλύπτονται από το Hubble, μας μεταφέρουν πίσω στην πρώιμη ιστορία του σύμπαντος, όταν ο σχηματισμός των άστρων ήταν πολύ μεγαλύτερος, και στις εποχές που τα περισσότερα αστέρια του σύμπαντος δεν σχηματίστηκαν.

(πίστωση: NASA, ESA, A. van der Wel (Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck), H. Ferguson, A. Koekemoer (Institute for Space Telescope Science) και η ομάδα CANDELS)

Δεν ξέραμε τι υπήρχε στα πιο βαθιά βάθη του διαστήματος.

Απρόσιτος

Το Hubble Deep Deep Field (XDF) μπορεί να παρατήρησε μια περιοχή του ουρανού μόνο το 1/32.000.000 του συνόλου, αλλά μπόρεσε να ανιχνεύσει τους τεράστιους 5.500 γαλαξίες μέσα: εκτιμάται ότι το 10% του συνολικού αριθμού γαλαξιών στην πραγματικότητα αυτό το μολύβι σε στυλ δοκού. Το υπόλοιπο 90% των γαλαξιών είναι είτε πολύ αχνοί, είτε πολύ κόκκινοι είτε πολύ σκοτεινοί για να το ανιχνεύσει το Hubble, αλλά όταν κάνουμε παρέκταση σε ολόκληρο το ορατό σύμπαν, αναμένουμε να έχουμε συνολικά 2 τρισεκατομμύρια γαλαξίες.

(πίστωση: Ομάδες HUDF09 και HUDF12. Επεξεργασία: E. Siegel)

Δεν έχουμε ξαναδεί μικρό γαλαξία.

Τζέιμς Γουέμπ Χαμπλ

Ακριβώς επειδή αυτός ο μακρινός γαλαξίας, ο GN-z11, βρίσκεται σε μια περιοχή όπου το διαγαλαξιακό μέσο είναι ως επί το πλείστον επαναιονισμένο, το τηλεσκόπιο Hubble μπορεί να τον ανιχνεύσει για εμάς επί του παρόντος. Για να δούμε περισσότερα, χρειαζόμαστε ένα καλύτερο παρατηρητήριο, και βελτιστοποιημένο για τέτοιου είδους ανίχνευση, από το Hubble. Αν και ο γαλαξίας φαίνεται πολύ κόκκινος, αυτό οφείλεται μόνο στο φαινόμενο μετατόπισης προς το κόκκινο του διαστελλόμενου σύμπαντος. Στην ουσία, ο ίδιος ο γαλαξίας είναι πολύ μπλε.

(πίστωση: NASA, ESA, P. Oesch, B. Robertson (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Santa Cruz) και A. Feild (STScI))

Δεν είχαμε γνωστές περιπτώσεις πλανητών σε τροχιά γύρω από αστέρια εκτός από τον Ήλιο.

READ  Το IBEX παράγει έναν τρισδιάστατο χάρτη της ηλιόσφαιρας | εξερεύνηση του διαστήματος

Ο συνδυασμός δεδομένων Subaru (κόκκινη εικόνα) και δεδομένων Hubble (μπλε εικόνα) αποκαλύπτει έναν εξωπλανήτη σε απόσταση 93 αστρονομικών μονάδων (όπου 1 AU είναι η απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου) από το μητρικό του αστέρι. Η φωτεινότητα του ογκώδους σώματος υποδηλώνει μια ανάκλαση αστρικής εκπομπής και όχι μια άμεση, αδιατάρακτη εκπομπή, ενώ η απουσία ενός σήματος πόλωσης υποδηλώνει έντονα ένα σενάριο σχηματισμού εκτός από τη συσσώρευση πυρήνα. Αυτός είναι ένας από τους περισσότερους από 5.000 εξωπλανήτες που είναι γνωστοί επί του παρόντος.

(πίστωση: T. Currie et al., Nature Astronomy, 2022)

Δεν ξέραμε αν το σύμπαν ήταν ηλικίας 10 δισεκατομμυρίων ή 16 δισεκατομμυρίων ετών.

Απρόσιτος

Το φως από οποιονδήποτε γαλαξία που εκπέμπεται μετά την έναρξη της θερμής Μεγάλης Έκρηξης, πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, θα είχε φτάσει σε εμάς σήμερα, εφόσον βρίσκεται σε απόσταση 46,1 δισεκατομμυρίων ετών φωτός επί του παρόντος. Αλλά το φως από παλαιότερους και πιο μακρινούς γαλαξίες θα μπλοκαριστεί από την παρεμβολή της ύλης και θα μετατοπιστεί στο κόκκινο από τη διαστολή του σύμπαντος. Και οι δύο παρουσιάζουν σοβαρές προκλήσεις για την ανακάλυψη, και μας προειδοποιούν για να βγάλουμε οριστικά συμπεράσματα σχετικά με την απόσταση μεταξύ τους χωρίς τα κατάλληλα και απαραίτητα δεδομένα.

(πίστωση: F. Summers, A. Pagan, L. Hustak, G. Bacon, Z. Levay και L. Frattere (STScI))

Δεν ξέραμε αν το διάστημα επεκτεινόταν με ρυθμό 50 ή 100 km/s/εκατομμύριο ανά τετραγωνικό μέτρο.

Πάνθεον +

Αν και υπάρχουν πολλές πτυχές του σύμπαντος στις οποίες συμφωνούν όλα τα σύνολα δεδομένων, ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος δεν είναι μία από αυτές. Με βάση μόνο τα δεδομένα σουπερνόβα, μπορούμε να συμπεράνουμε ρυθμό διαστολής 73 km/s/Mpc, αλλά οι σουπερνόβα δεν εξερευνούν τα πρώτα 3 δισεκατομμύρια χρόνια της κοσμικής ιστορίας μας. Αν συμπεριλάβουμε δεδομένα από το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, το οποίο εκπέμπεται από μόνο του κοντά στο Big Bang, τότε υπάρχουν ασυμβίβαστες διαφορές αυτή τη στιγμή, αλλά μόνο σε επίπεδο <10%!

(πίστωση: D. Brout et al./Pantheon+, ApJ Presented, 2022)

Δεν ξέραμε αν η σκοτεινή ύλη ήταν ζεστή, ζεστή, κρύα ή πόσο.

Οι χάρτες ακτίνων Χ (ροζ) και ολικής ύλης (μπλε) των διαφόρων ομάδων γαλαξιών που συγκρούονται δείχνουν έναν σαφή διαχωρισμό μεταξύ της κανονικής ύλης και των βαρυτικών επιρροών, μερικά από τα ισχυρότερα στοιχεία για τη σκοτεινή ύλη. Αν και ορισμένες από τις προσομοιώσεις μας υποδεικνύουν ότι ορισμένες ομάδες μπορεί να κινούνται πιο γρήγορα από το αναμενόμενο, οι προσομοιώσεις περιλαμβάνουν μόνο τη βαρύτητα και άλλα αποτελέσματα όπως η ανάδραση, ο σχηματισμός άστρων και η αστρική καταστροφή μπορεί επίσης να είναι σημαντικά για το αέριο. Χωρίς μόνο σκοτεινή ύλη, αλλά και ψυχρή σκοτεινή ύλη που αποτελεί περίπου το 25-30% του σύμπαντός μας, αυτές οι παρατηρήσεις (μαζί με πολλά άλλα πράγματα) δεν μπορούν να εξηγηθούν επαρκώς.

(πίστωση: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Ελβετία· Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, UK), R. Massey (Πανεπιστήμιο Durham, UK), T. Kitching (University College London, UK) και A. Taylor και E. Tetley (Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, UK))

Δεν γνωρίζαμε την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας ή τη μοίρα του σύμπαντος.

Το τεράστιο σμήνος γαλαξιών MACS J1149.5 + 223, το φως του οποίου χρειάστηκε περισσότερα από 5 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε εμάς, είναι από τις μεγαλύτερες δεσμευμένες δομές σε ολόκληρο το σύμπαν. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, οι κοντινοί γαλαξίες, τα σμήνη και τα σμήνη μπορεί να φαίνεται ότι σχετίζονται, αλλά χωρίζονται από αυτό το σμήνος με σκοτεινή ενέργεια. Τα σούπερ σμήνη είναι απλώς ορατές δομές και η άποψη του Hubble για το μακρινό σύμπαν βοήθησε στην αποκάλυψη αυτής της ιδιότητας.

(πίστωση: NASA, ESA, S. Rodney (JHU), Ομάδα FrontierSN; T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley) και η ομάδα GLASS. Ομάδα Lotus (STScI) και Frontier Fields. Μ. Ταχυδρόμος (STScI) και η ομάδα CLASH. και Z. Levay (STScI))

Δεν ξέραμε καν αν οι μαύρες τρύπες ήταν πραγματικές ή όχι.

υπογαλαξιακό υβρίδιο

Αυτό το μικρό κομμάτι του βαθύ πεδίου GOODS-N, που απεικονίζεται με πολλά παρατηρητήρια, όπως το Hubble, το Spitzer, το Chandra, το XMM-Newton, το Herschel, το VLT και άλλα, περιέχει κάτι που φαίνεται να είναι μια ασυνήθιστη κόκκινη κουκκίδα. Αυτό το αντικείμενο, ένα οιονεί γαλαξιακό υβρίδιο μόλις πριν από 730 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, μπορεί να είναι το κλειδί για την επίλυση του μυστηρίου της διαγαλαξιακής εξέλιξης της μαύρης τρύπας.

(πίστωση: NASA, ESA, G. Illingworth (UCSC), P. Oesch (UCSC, Yale), R. Bouwens (LEI), I. Labbe (LEI), Cosmic Dawn Center/Ινστιτούτο Niels Bohr/Πανεπιστήμιο Κοπεγχάγης, Δανία)

Μετά από 32 χρόνια με το Hubble, όλες αυτές οι ερωτήσεις και άλλα έχουν απαντηθεί οριστικά.

Οι ορατές/σχεδόν υπέρυθρες εικόνες από το Hubble δείχνουν ένα τεράστιο αστέρι, περίπου 25 φορές τη μάζα του Ήλιου, εξαφανίστηκε από την ύπαρξη, χωρίς σουπερνόβα ή άλλη εξήγηση. Η άμεση κατάρρευση είναι η μόνη εύλογη υποψήφια εξήγηση και είναι ένας από τους γνωστούς τρόπους, εκτός από τις συντήξεις σουπερνόβα ή άστρων νετρονίων, για να σχηματιστεί μια μαύρη τρύπα για πρώτη φορά.

(πίστωση: NASA / ESA / C. Kochank (OSU))

Τα όρια έχουν πιεστεί και τώρα επιδιώκουμε να απαντήσουμε σε επακόλουθες ερωτήσεις.

Σε αυτήν τη συγκριτική προβολή, τα δεδομένα Hubble εμφανίζονται με βιολετί, ενώ τα δεδομένα ALMA, τα οποία ανιχνεύουν ψυχρή σκόνη και αέριο (το οποίο από μόνο του υποδηλώνει τη δυνατότητα σχηματισμού αστεριών), επικαλύπτονται με πορτοκαλί χρώμα. Προφανώς, το ALMA όχι μόνο αποκαλύπτει χαρακτηριστικά και λεπτομέρειες που το Hubble δεν μπορεί, αλλά μερικές φορές δείχνει την παρουσία αντικειμένων που το Hubble δεν μπορεί να δει καθόλου.

(πίστωση: Β. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία (Habble)

Ευχαριστώ, Hubble, και μακάρι η ALMA και η JWST να προωθούν συνεχώς την απεριόριστη αναζήτηση γνώσης.

Καρφιά James Webb

Η πρώτη εικόνα λεπτών φάσης που κυκλοφόρησε ποτέ από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA δείχνει μια μοναδική εικόνα ενός άστρου, με έξι αξιοσημείωτες αιχμές περίθλασης, με αστέρια και γαλαξίες φόντου να αποκαλύπτονται πίσω. Όσο ωραία κι αν είναι αυτή η εικόνα, είναι ίσως η χειρότερη εικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb που θα δείτε ποτέ από εδώ.

(πίστωση: NASA / STScI)

Ως επί το πλείστον, το Mute Monday αφηγείται μια αστρονομική ιστορία με εικόνες, εικόνες και όχι περισσότερες από 200 λέξεις. ολιγόλογος; Χαμογέλα περισσότερο.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *