Прошло уже 22 года с того момента, как НАСА запустило свой космический телескоп «Хаббл» — один из самых плодовитых научных приборов, когда-либо созданных человечеством.
Используя широкий набор разнообразных инструментов, «Хаббл» всматривается в космос, выдавая невиданные изображения звёзд, галактик, вспышек и ответы на вопросы мироздания.
1. Вселенная расширяется намного быстрее, чем считалось прежде
Господствующая теория возникновения вселенной гласит, что имел место «Большой взрыв», и с указанного времени она расширяется. До «Хаббла» большинство астрономов полагало, что вселенная продолжит расширяться, но, как автомобиль без горючего, будет двигаться по инерции всё медленнее и медленнее, теряя скорость по мере движения.
Наблюдая за сверхновыми, «Хаббл» определил расстояние между галактиками, которые продолжали отдаляться друг от друга. И учёные обнаружили, что вместо того, чтобы замедляться, расширение вселенной на самом деле происходит с ускорением. Края вселенной продолжают разбегаться от «центра» всё быстрее и быстрее.
2. «Хаббл» дал нам наиболее точный на сегодняшнее время возраст вселенной
До того, как «Хаббл» был отправлен на орбиту, наука могла только строить догадки по поводу приблизительного возраста вселенной — где-то 10–20 миллиардов лет.
Но благодаря выполненным «Хабблом» измерениям светимости 31 переменной звезды — цефеиды, стало возможным вычислить скорость расширения вселенной, что дало нам гораздо более точную оценку её возраста — 13,7 миллиардов лет, плюс-минус несколько сотен миллионов.
3. Hubble Deep Field — фотография тысяч галактик, которым миллиарды лет
До «Хаббла» мы не могли изучать самые удалённые от нас галактики, испустившие свет миллиарды лет тому назад. Но, приняв на себя риск и фокусируя камеру «Хаббла» на выбранном участке космоса в течение 10 дней, исследователи получили Hubble Deep Field.
HDF — это изображение свыше 3-х тысяч галактик разнообразных форм, размеров и светимостей. Изучение этого изображения дало астрономам некоторое представление об истории вселенной, и позволяет нам увидеть, как возникают, растут и в конце концов умирают галактики.
4. Выяснилась истинная природа самого яркого космического тела во вселенной: квазара
Когда были обнаружены квазары, их природа в значительной степени оставалась неизвестной. У них невероятная светимость, которая заставляла астрономов считать, что они смотрят на звезду — но эти объекты были слишком далеки от Земли, чтобы находится в нашей галактике.
С помощью «Хаббла» было установлено, что квазары находятся в центре галактики и получают энергию из трения, создаваемого сверхмассивной чёрной дырой. Количество накапливаемого и высвобождаемого света и энергии делает квазар самым ярким из известных объектов во вселенной.
5. Мы приближаемся к тому, чтобы понять роль чёрных дыр в образовании галактик
В ходе наблюдений над квазарами астрономы «Хаббла» пришли к выводу, что посреди всех галактик с такими яркими центрами находились сверхмассивные чёрные дыры. И масса чёрной дыры (измеренная через скорость падения в неё вещества, учитывая, что ничто не может вырваться из чёрной дыры) связана с массой звёздного сгущения в центре галактики.
Это, по всей видимости, означает, что формирование галактики связано с формированием её центра в виде чёрной дыры — они не появляются по отдельности.
6. Газ и пыль больше не заслоняют образования звёзд
Некоторые наиболее фантастические фотографии «Хаббла» запечатлели сжимающиеся облака пыли и газа, которые в конечном итоге формируют новые звёзды. Раньше изображения облаков могли показать только извергаемые из новых звёзд струи пыли, а не вращающиеся «протопланетные» диски, ставшие центром молодого планетного тела.
Но благодаря «Хабблу» астрономы смогли увидеть эти вращающиеся диски и через них получили новые знания о том, как формировались звёзды. Новые звёзды и планетные системы очень подвержены влиянию их окружения, которое было неразличимо до получения в 1995 году фотографий туманности Ориона.
7. Стало возможным вычислить состав атмосферы планет за пределами нашей Солнечной системы
«Хаббл» может находить экстрасолнечные планеты, наблюдая за незначительным уменьшением светимости, которое происходит в момент, когда планета проходит между телескопом и своей родительской звездой.
Эти промежутки времени, называемые «прохождениями», позволили «Хабблу» произвести первые измерения состава атмосферы этих планет — некоторые из которых содержат натрий, углерод, кислород и другие элементы, с которыми мы знакомы на Земле.
Открытие «Хабблом» метана, первой известной органической молекулы на экзопланете, является первым шагом на пути к обнаружению внеземной жизни.
8. Столкновения в космосе дают нам лучшее понимание нашего собственного космического окружения — вдобавок, они просто потрясающи
В 1994 году «Хаббл» снял детальнейший отчёт столкновения кометы с поверхностью Юпитера, которое, по мнению астрономов, должно было стать исключительным событием даже в масштабах жизни многих поколений. Но в 2009-м году в Юпитер врезалась ещё одна комета, свидетельствуя тем самым о том, что такие случаи могут быть и не такими уж редкими, как полагали до этого (согласно первоначальной гипотезе — примерно один раз за тысячу лет).
Имея возможность наблюдать удар кометы (как в видимом, так и ультрафиолетовом свете), астрономы заметили, что состав Юпитера меньше напоминает солнечный, чем считалось ранее. Такая доступность участков падения для обозрения сразу после столкновения поможет нам улучшать свои знания о ближайших и отдалённых планетах.
9. Раскрыта истинная причина странных всплесков гамма-излучения
Гамма-всплески были впервые обнаружены спутниками, которые должны были следить за ядерными взрывами. Вместо этого они обнаружили ежедневные, происходящие беспорядочно вспышки мощностью 10 миллионов миллиардов солнц.
Неясным было, почему взрывы одних сверхновых вызывают гамма-излучающие события, а других — нет. Из полученных «Хабблом» данных складывается впечатление, что чёрные дыры и гамма-всплески порождаются звёздами с меньшим содержанием металлов. Поэтому обнаружение гамма-излучения может говорить о том, что вы стали свидетелями рождения новой чёрной дыры.
10. Мы увидели смерть звёзд и рождение планетарной туманности
При помощи «Хаббла» был исследован ряд умирающих звёзд, выглядевших по-разному в зависимости от их размеров. Звёзды среднего размера сбрасывают свои газы и становятся белыми карликами, а массивные звёзды коллапсируют, и возникает сверхновые.
Эти явления занимают многие годы, а не мгновения. Что касается белых карликов, испускаемый ими раскалённый газ образует красивую туманность, а астрономы изучают один отдельный случай сверхновой с 1987 года.
Результаты ведущихся годами наблюдений за сверхновыми и планетарными туманностями показывают, что такие трансформации происходят во время серий взрывов. Слежение за жизненным циклом этих звёзд может помочь нам понять, чем закончились эти явления, и как они продолжат развиваться на протяжении оставшегося времени в масштабах всей вселенной.
Читайте и радуйтесь, что вы не учитесь в медицинском!
