Στα ανθρώπινα μάτια, ο νυχτερινός ουρανός είναι ένα κομφετί αστέρι. Τα ισχυρά τηλεσκόπια μας δείχνουν τους απομακρυσμένους πλανήτες και τους απομακρυσμένους γαλαξίες που οι αδύνατοι αμφιβληστροειδοί μας δεν βλέπουν. Αλλά ούτε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble δεν μπορεί να αποκαλύψει όλα όσα υπάρχουν εκεί. Πολλά αντικείμενα - για παράδειγμα, τα αστραφτερά αστέρια που είναι γνωστά ως καφέ νάνοι - είναι πολύ δροσερά για να εκπέμπουν ορατό φως, το οποίο αντιπροσωπεύει μόνο ένα μικροσκοπικό φλοιό του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Ωστόσο, εκπέμπουν ενέργεια σε μια αόρατη μορφή: μεγαλύτερα μήκη κύματος γνωστά ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Τα απίστευτα καυτά αντικείμενα, όπως τα τεράστια αστέρια που εκρήγνυνται, που ονομάζονται σουπερνόβες, εκπέμπουν μεγάλο μέρος της ενέργειας τους σε βραχύτερα μήκη κύματος που είναι επίσης αόρατα: ακτίνες γ και ακτίνες Χ.
σχετικό περιεχόμενο
- Μακριά
- Η τελευταία επίσκεψη του Hubble
Ευτυχώς, άλλα τηλεσκόπια μεταφέρουν αυτά τα γυαλιά σε εικόνες που μπορούμε να καταλάβουμε. Στη δεκαετία του 1990 και στις αρχές του 2000, η NASA ξεκίνησε διαστημικά τηλεσκόπια γνωστά ως τα μεγάλα παρατηρητήρια. Το πρώτο και πιο διάσημο, το Hubble, ειδικεύεται στο ορατό φως. Λιγότερο γνωστά αλλά εξίσου ζωτικής σημασίας όργανα επικεντρώνονται σε διαφορετικά μήκη κύματος.
"Το αντικείμενο ήταν να έχουμε ένα μεγάλο τηλεσκόπιο σε κάθε τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος", λέει ο Giovanni Fazio, αστροφυσικός στο Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμινσόνιαν. "Όταν κοιτάξετε το σύμπαν σε διαφορετικά μήκη κύματος, έχετε μια εντελώς διαφορετική εικόνα. Είναι όλα κομμάτια ενός παζλ. "
Η εκτόξευση του Hubble από το 1990 ακολουθήθηκε από εκείνη του Compton (1991), η οποία παρατηρούσε τις ακτίνες γάμμα, Chandra (1999), που μελετά τις ακτίνες Χ, και το Spitzer (2003), το υπέρυθρο τηλεσκόπιο. Ο Compton έπεσε στη Γη το 2000, αποσυντίθεται στην ατμόσφαιρα και εκτοξεύεται όπως προβλέπεται στον Ειρηνικό Ωκεανό. (Ένα άλλο τηλεσκόπιο, Fermi, το αντικατέστησε το 2008.) Όμως, ο Spitzer και ο Chandra είναι ακόμα πάνω-κάτω και τρέχουν, ξεκλειδώντας μυστικά του κόσμου και ξεπερνώντας τις ελπίδες των ανθρώπων που τους βοήθησαν να τις δημιουργήσουν.
Οι εικόνες των τηλεσκοπίων για το κλείσιμο των ματιών των νεογέννητων αστεριών και των λαμπερών μαύρων οπών αποτελούνται από ψευδή χρώματα που οι επιστήμονες αναθέτουν στα διαφορετικά μήκη κύματος που ανιχνεύουν τα τηλεσκόπια. Εκτός από το γεγονός ότι είναι φορτωμένες με δεδομένα, αυτές οι εικόνες είναι απλά θαυμάσιες. Πάλνοντας με φλαμίνγκο ροζ, ινδικό και σαφράν, μερικοί είναι σχεδόν ψυχεδελικοί - ένας γαλαξιακός γαλαξίας φαίνεται να αναπνέει φωτιά - ενώ άλλοι θυμούνται ευαίσθητες φυσικές μορφές: ιστούς αράχνης, πάγο από παράθυρο, καπνούς. Μερικοί έχουν σχεδόν φασματική ποιότητα, ιδιαίτερα "Το Χέρι του Θεού", το πορτρέτο ενός Chandra ενός νεαρού παλτσάρ, στο οποίο τα φανταχτερά μπλε δάχτυλα φαίνεται να χαϊδεύουν τους ουρανούς.
Τα περισσότερα δορυφορικά τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου του Hubble, περιστρέφονται γύρω από τη Γη, αλλά ο Spitzer περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο, που βρίσκεται πίσω από τη Γη στην τροχιά του. Έτσι, ο Spitzer όχι μόνο αποφεύγει την ατμόσφαιρα της Γης, η οποία θα αποκρύψει την άποψη του τηλεσκοπίου, αλλά και τη θερμότητα από τη Γη και τη Σελήνη. Μια παροχή υγρού ηλίου είχε αρχικά ψύξει το όργανο σχεδόν στο απόλυτο μηδέν - ή μείον 459 βαθμούς Φαρενάιτ, τη χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία - έτσι η ακτινοβολία του τηλεσκοπίου δεν θα μπερδέψει τις αναγνώσεις του.
Ο Spitzer κοιτάζει τα πιο δροσερά μέρη του σύμπαντος. Η υπέρυθρη ακτινοβολία συνδέεται με θερμοκρασίες από το μείον 450 έως και τις 6.000 μοίρες και ενώ οι 6.000 μοίρες μπορεί να μην ακούγονται κρύες, οι αστρονόμοι έχουν συνηθίσει να καταγράφουν τα σώματα σε εκατομμύρια βαθμούς.
Το τηλεσκόπιο έχει εντοπίσει ακτινοβολία από εξωπλανήτες που μοιάζουν με το Δία, σε στενές τροχιές γύρω από άλλα αστέρια και έχει εντοπίσει καφέ νάνους, οι οποίοι - εάν φιλοξενούν τα δικά τους μίνι ηλιακά συστήματα, όπως υποψιάζονται κάποιοι επιστήμονες - θα μπορούσαν να αποτελέσουν ιδανική βάση για τη ζωή. Ο Spitzer μπορεί επίσης να διαβάσει τη σκόνη πνιγμού στους σπειροειδείς βραχίονες των μακρινών γαλαξιών για να δει πού γεννιούνται τα αστέρια. Αυτές οι παρατηρήσεις μπορούν να δώσουν στοιχεία για το πώς διαμορφώθηκε το δικό μας ηλιακό σύστημα.
Η πιο εκπληκτική δύναμη του τηλεσκόπιου μπορεί να είναι η ικανότητά του να βλέπει το σύμπαν από την αρχή της ζωής του. Το να κοιτάς βαθιά στο διάστημα είναι το ίδιο με το να κοιτάς πίσω στο χρόνο, εξηγεί ο Fazio, που σχεδίασε τμήμα του Spitzer. Καθώς το 13, 7-δισεκατομμυριούχο σύμπαν επεκτείνεται, το ορατό φως εκτείνεται σε υπέρυθρα μήκη κύματος, ένα φαινόμενο γνωστό ως redshift. Εστιάζοντας στο υπέρυθρο φως, οι επιστήμονες του Spitzer αρχικά ήλπιζαν να δουν το σύμπαν όταν ήταν μόλις δύο δισεκατομμυρίων ετών - αλλά έχουν πάει πολύ πιο πίσω στο χρόνο από αυτό. "Τώρα μπορέσαμε να κοιτάξουμε πίσω σε ηλικία 700 εκατομμυρίων ετών", δήλωσε ο Fazio, ή περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Οι παρατηρήσεις του Spitzer υποδηλώνουν ότι οι γαλαξίες είχαν ήδη αρχίσει να σχηματίζονται όταν το σύμπαν ήταν μόλις 400 εκατομμύρια έως 500 εκατομμύρια χρόνια, πολύ νωρίτερα από ό, τι προηγουμένως θεωρούσε.
Το Chandra, το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ, ακολουθεί μια ελλειπτική τροχιά γύρω από τη Γη, που πετάει 200 φορές υψηλότερα από το Hubble. Η Chandra ειδικεύεται σε βίαια φαινόμενα, όπως φωτοβολίδες που πυροβολούν από νέους αστέρες και εκρήξεις υπερκαινοφανών. "Αυτό που θέλουμε να γνωρίζουμε είναι αυτό που συνέβαινε μέσα στο αστέρι λίγο πριν ανατινάξει, ποιες είναι οι λεπτομέρειες της ίδιας της έκρηξης και τι συμβαίνει μετά την έκρηξη", λέει ο Harvey Tananbaum, διευθυντής του Chandra X- ray Center.
Το Chandra επίσης ανιχνεύει αντικείμενα με ακραία βαρυτικά ή μαγνητικά πεδία, όπως αστέρια νετρονίων και μαύρες τρύπες. Μερικοί επιστήμονες προσδοκούν ότι η Chandra θα έχει αποφασιστική σημασία στη μελέτη της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, μυστηριώδεις δυνάμεις που αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος του υλικού στο σύμπαν. Αλλά το τηλεσκόπιο έχει επίσης αποκαλύψει νέα πράγματα για πιο οικεία αξιοθέατα: δαχτυλίδια του Κρόνου, αποδεικνύεται, λάμπει με ακτινογραφίες.
Μερικές φορές οι αστρονόμοι παράγουν εικόνες χρησιμοποιώντας δεδομένα και από τα τρία τηλεσκόπια. Το 2009, το τρίο δημιούργησε μια εκπληκτική σύνθετη εικόνα του πυρήνα του Γαλαξία. Το Hubble έδειξε αμέτρητα αστέρια, ο Spitzer συνέλαβε τα σύννεφα ακτινοβολίας σκόνης και τις εκπομπές ακτίνων Χ της Chandra από υλικό κοντά σε μια μαύρη τρύπα.
Τα τηλεσκόπια δεν μπορούν να διαρκέσουν για πάντα. Ο Spitzer έτρεξε πέρυσι από ψυκτικό, αν και μερικά μέρη είναι ακόμη αρκετά κρύα για να λειτουργήσουν και το τηλεσκόπιο έχει αρχίσει να παρασύρεται μακριά από τη Γη. "Θα είναι θλιβερό να το δούμε να πηγαίνει", λέει ο Fazio. "Είναι σημαντικό μέρος της ζωής μου τα τελευταία 25 χρόνια. Ωστόσο, εξακολουθούμε να εξόρυξουμε τα δεδομένα και να βρούμε νέα πράγματα. "Το 2015, το Webb, ένα νέο υπέρυθρο τηλεσκόπιο που έχει τη δυνατότητα να συλλέξει περισσότερο από 58 φορές περισσότερο φωτισμό από τον Spitzer, έχει προγραμματιστεί να σηκώσει τον Spitzer.
Το Chandra εξακολουθεί να λειτουργεί καλά και οι επιστήμονες περιμένουν το όργανο σε στρατιώτη για τουλάχιστον μια ακόμη δεκαετία. Τελικά, ίσως ένας αιώνας από τώρα, το φθαρμένο τηλεσκόπιο πιθανότατα θα γλιστρήσει πολύ κοντά στη Γη και θα καεί στην ατμόσφαιρα. Αλλά έχουμε πολύ περισσότερες φωτεινές εικόνες για να προσβλέπουμε στο παρελθόν.
Ο Abigail Tucker είναι συγγραφέας του Smithsonian .
Το παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra έδειξε αέριο που θερμαίνεται από εκρήξεις και από μαύρη τρύπα. (NASA / CXC / UMass / D. Wand κ.ά.) 
Το κέντρο του γαλαξία μας Γαλαξία μας είναι ακόμα πιο συναρπαστικό όταν θεωρείται ως ένα σύνθετο από δεδομένα από τρία διαστημικά μέσα που είναι ευαίσθητα σε διαφορετικά μήκη κύματος. (NASA / CXC / UMass / D. Wand κ.ά.) 
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer συγκέντρωσε υπέρυθρο φως και ανιχνεύτηκε σύννεφα σκόνης. (NASA / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) 
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, συντονισμένο στην εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία, αποκάλυψε δραστικές περιοχές σχηματισμού αστεριών. (NASA / ESA / STScl / D. Wang κ.ά.) 
Για σχεδόν 12 χρόνια, το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra παρατηρεί τις υπογραφές των ακτίνων Χ των αντικειμένων υψηλής ενέργειας. Το νεφέλωμα "Χέρι του Θεού", μήκους 150 έτη φωτός, σχηματίζεται από θερμό αέριο που εκπέμπεται από ένα παλμικό ή ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων. (NASA / CXC / SAO / Ρ. Slane κ.ά.) 
Ο σπειροειδής γαλαξίας NGC 4258 έχει δύο φαινομενικά μπλε βραχίονες που περιέχουν αέρια που θερμαίνονται από βίαια κύματα σοκ, το προϊόν των σωματιδίων που εκτοξεύονται από μια μαύρη τρύπα. (NASA / CXC / Πανεπιστήμιο του Maryland / AS Wilson κ.ά.) 
Ο Chandra υπερέχει στο να καταλάβει το χάος. Ένα αστρονομικό χαρακτηριστικό που ονομάζεται Cas A, στον αστερισμό Cassiopeia, είναι μια έκρηξη των συντριμμιών που επεκτείνονται σε εκατομμύρια μίλια την ώρα. εκτοξεύτηκε από μια σουπερνόβα που έγινε ορατή στη Γη μόλις πριν από περίπου 300 χρόνια. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage κ.ά.) 
Το νεφέλωμα M17, το πιο φωτεινό μέρος της παραπάνω εικόνας, τεκμηριώθηκε από τον αστρονόμο Charles Messier το 1764. Το τηλεσκόπιο Spitzer, εστιάζοντας στην υπέρυθρη ακτινοβολία που προέρχεται από θερμαινόμενη σκόνη, είναι σε θέση να δει δομές που σχετίζονται με το νεφέλωμα. (NASA / JPL-Caltech / Μ. Povich (Penn State University)) 
Με βάση την εικόνα που βλέπουμε στα αριστερά, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το αστέρι BP Psc απενεργοποίησε ένα άλλο αστέρι ή πλανήτη καθώς έπεσε από καύσιμο, παρατείνοντας την κόκκινη γίγαντα φάση του (όπως φαίνεται στην εικόνα στα δεξιά). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner et αϊ., Optical (UCO / Lick / STScl / Μ. Perrin et αϊ), Εικόνα: NASA / CXC / 
Μια έκρηξη παρήγαγε το νεφέλωμα καβούρι, μια θεαματική δομή που οι επιστήμονες προσπαθούν ακόμα να καταλάβουν με τη βοήθεια των τηλεσκοπίων Chandra και Spitzer. (NASA / CXC / SAO / F.Seward · Optical: NASA / ESA / ASU / J.Hester & Α. Loll · Infrared: NASA / JPL-Caltech / Univ.Minn./R.Gehrz) 
Το σπίτι σε περισσότερα από 2.200 αστέρια, η περιοχή RCW 49 είναι μια σκοτεινή και σκονισμένη περιοχή. Αυτή η εικόνα λήφθηκε σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος για να επισημάνει τα θερμαινόμενα αέρια. (NASA / JPL-Caltech / Ε. Churchwell (Πανεπιστήμιο του Wisconsin - Madison)) 
Όπως φαίνεται από τον υπέρυθρο ουρανό, το τηλεσκόπιο Spitzer μπορεί να κοιτάξει μέσα από τους σπειροειδείς βραχίονες των μακρινών γαλαξιών για να δει πού γεννιούνται τα αστέρια. (NASA / JPL-Caltech) 
Οι ακτίνες Χ από την Chandra αποκαλύπτουν ότι το σύμπλεγμα που περιβάλλει το γαλαξία M87 είναι γεμάτο με θερμό αέριο. (NASA / CXC / KIPAC / Ν. Werner, Ε. Million κ.ά.) 
Βρίσκεται περίπου 11.000 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό του Τοξότη, το "φίδι" (πάνω αριστερά) είναι στην πραγματικότητα ένα πυκνό σύννεφο αρκετά μεγάλο για να καταπιεί δεκάδες ηλιακά συστήματα. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) 
Αυτή η εικόνα που λήφθηκε από το τηλεσκόπιο Spitzer κατέλαβε την περιοχή αυτή που ονομάζεται W5 (6.500 έτη φωτός μακριά), όπου όλα τα στάδια της δημιουργίας αστεριών μπορούν να φανούν. (NASA / JPL-Caltech / L. Allen & Χ. Koenig (Harvard-Smithsonian CfA)) 
Το νεφέλωμα του Ωρίωνα είναι ένα ακόμη hotspot της δημιουργίας των αστεριών. το σύμπλεγμα τραπέζι, τα φωτεινά σημεία στο κέντρο δεξιά, είναι τα πιο καυτά αστέρια στην περιοχή. (NASA / JPL-Caltech / Ι. Stauffer (SSC / Caltech))
