Хаббл фото телескопа: Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?

Не только «Хаббл»: космические телескопы настоящего и будущего

РБК Тренды сделали подборку из восьми существующих и готовящихся к запуску космических телескопов, которые изменили или изменят наше представление о космосе

В 1610 году Галилео Галилей и Симон Мариус независимо друг от друга открыли спутники Юпитера, что стало одним из важнейших научных событий того времени. Почти четыре века спустя запуск космического телескопа «Хаббл» положил начало новой революции в астрономии.

Главная проблема оптической астрономии — неоднородность земной атмосферы. Области с разной плотностью, скоростью движения воздуха приводят к мерцанию звезд, видимому невооруженным глазом. Это делает космос единственным местом, где телескоп может получить действительно четкое и исчерпывающее представление о Вселенной.

В этом материале рассказывается про самые значимые проекты космических телескопов, тогда как крупнейшим наземным обсерваториям у нас посвящен отдельный обзор.

Также астрофизик Сергей Попов рассказал РБК Трендам о том, как новые технологии превратили астрономию в модную и востребованную науку. Почему не стоит ждать, что в будущем мы «переедем» на другую планету и какой вообще нам всем толк от этих астрономических открытий?

Выпуск подкаста «Лекции не будет» РБК Трендов с Сергеем Поповым о том, почему мы никогда не сможем переселиться на другую планету:

Ваш браузер не поддерживает аудиоплеер.

Космический телескоп «Хаббл»

Телескоп «Хаббл», названный в честь Эдвина Хаббла, был запущен на орбиту 24 апреля 1990 года. Это совместный проект NASA и Европейского космического агентства, задуманный как обсерватория общего назначения для исследования Вселенной в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах волн. Входит в число Больших обсерваторий NASA.

Телескоп «Хаббл»

(Фото: NASA)

20 мая 1990 года телескоп сделал первую фотографию звездного скопления NGC 3532.

Слева — снимок, сделанный из обсерватории Лас Кампанас, Чили. Справа — часть первого изображения «Хаббла»

(Фото: NASA, ESA, and STScI)

«Хаббл» вращается вокруг Земли на высоте около 540 км и наклонен на 28,5 градусов к экватору. Чтобы совершить один оборот, ему требуется 95 минут.

Орбитальный телескоп провел более 1 млн наблюдений и предоставил данные, которые астрономы использовали, чтобы написать свыше 18 тыс. рецензируемых научных публикаций (от формирования планет до гигантских черных дыр). Эти документы упоминались в других публикациях более 900 тыс. раз.

Чем известен «Хаббл»

• Благодаря изучению пульсирующих звезд удалось определить возраст нашей Вселенной — 13,8 млрд лет.
• В январе 1992 года астрономы подтвердили существование планет за пределами солнечной системы.
• Телескоп зафиксировал редкое явление — столкновение кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером в 1994 году. Это первые в истории фотографии столкновения двух объектов Солнечной системы.

Серия снимков, сделанных с помощью космического телескопа «Хаббл» NASA, показывает эволюцию области падения кометы Шумейкера-Леви

(Фото: H. Hammel, MIT and NASA)

• Телескоп детально зафиксировал эволюцию погоды Юпитера, в том числе редкий шторм возле экватора планеты.
• «Хаббл» показал Плутон впервые с момента открытия планеты в 1930 году.
• Аппарат сфотографировал шлейф газа и пыли высотой 400 км в результате извержения вулкана Ио, самой большой внутренней луны Юпитера.

Изображения сделаны 14 февраля 2007 года. На левом видны оранжевые овальные отложения серы вокруг вулкана Пеле. На правом изображении виден большой шлейф, поднимающийся над поверхностью, недалеко от северного полюса

(Фото: NASA, ESA, and J. Spencer (SwRI))

• Подтвердил предположения о наличии сверхмассивных черных дыр в ядрах Галактик.
• Нашел самый далекий из известных на сегодня космических объектов — галактику GN-z11. Сейчас мы видим ее такой, какой она была 13,4 млрд лет назад.

Галактика GN-z11, показанная на вставке, видна в прошлом на 13,4 млрд лет, всего через 400 млн лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял всего 3% от ее нынешнего возраста. Учитывая расширение Вселенной, сейчас на деле она находится в 32 млрд световых лет от нас

(Фото: NASA, ESA, P. Oesch (Yale University))

• Подтвердил существование на спутнике Юпитера Ганимеде огромного подземного океана под 150-километровой толщей льда. На основании этого открытия астрономы внесли крупнейший спутник в Солнечной системе в список возможных кандидатов на поиск жизненных форм.
• Обнаружил водяной пар на экзопланете K2-18b из обитаемой зоны, а также первую подтвержденную межзвездную комету 2I/Borisov.

13 июня 2021 года компьютер, отвечающий за научное оборудование «Хаббла», перестал реагировать на команды с Земли. Устранить поломку инженерно-научной группе, обслуживающей телескоп, удалось только к 16 июля 2021 года.

У орбитального «Хаббла» есть два аккаунта в Twitter — Hubble NASA и Hubble ESA, два официальных YouTube канала — NASA и ESA, а также аккаунты в Instagram и Facebook.

Посвященный «Хабблу» ролик NASA

Изображения и данные, полученные с космического телескопа «Хаббл», показывают галактики такими, какими они были миллиарды лет назад.

Космическая рентгеновская обсерватория «Чандра»

Обсерватория «Чандра» — это телескоп, специально разработанный для обнаружения рентгеновского излучения из очень горячих районов Вселенной, таких как взорвавшиеся звезды, скопления галактик и материя вокруг черных дыр. Обсерватория получила свое имя в честь одного из крупнейших астрофизиков XX века Субрахманьяна Чандрасекара, известного своими работами о белых карликах. Входит в число Больших обсерваторий NASA.

Телескоп «Чандра»

(Фото: NGST)

Запуск состоялся 23 июля 1999 года. Предполагалось, что телескоп прослужит пять лет. В итоге «Чандра» стала самой продолжительной астрономической миссией без обслуживающих экспедиций.

На счету «Чандры» тысячи запечатленных космических объектов и явлений, которые помогли ученым лучше понять устройство нашей Вселенной и процессы, происходящие в ней. Телескоп показывает остатки взорвавшихся звезд, обнаруживает черные дыры по всей Вселенной, отслеживает отделение темной материи при столкновении галактик и многое другое.

Чем известна «Чандра»

• Сделанный «Чандрой» первый снимок остатка сверхновой Кассиопея A показал астрономам загадочный источник в центре, который может быть быстро вращающейся нейтронной звездой или черной дырой.

Снимок остатка сверхновой Кассиопея A

(Фото: John Hughes et al. (Rutgers), NASA/CXC/SAO)

• В Крабовидной туманности получилось различить ударные волны вокруг центрального пульсара, незаметные другим телескопам.
• С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» ученые уточнили постоянную Хаббла — число, определяющее скорость расширения Вселенной.
• При столкновении сверхскоплений галактик были получены доказательства существования темной материи.
• Благодаря данным с телескопа ученые наблюдали крупнейшую из когда-либо обнаруженных рентгеновских вспышек сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь.

Сверхмассивная черная дыра Стрелец A * расположена в центре нашей галактики. По оценкам ученых, ее масса примерно в 4,5 млн раз больше массы нашего Солнца

(Фото: NASA)

• Снимки, показывающие сильно искаженный остаток сверхновой, названный W49B, позволили ученым предположить присутствие в нем самой последней черной дыры, образовавшейся в галактике Млечный Путь.
• В галактике M82 обнаружен новый тип черных дыр.

Следить за жизнью «Чандры» можно в Twitter, на YouTube-канале, а также в Instagram и Facebook.

Посмотреть эту публикацию в Instagram

Космический гамма-телескоп «Ферми»

Телескоп «Ферми» — это международная многоцентровая обсерватория, изучающая космос в диапазоне гамма-излучения.

Изначально аппарат назывался Gamma-ray Large Area Space Telescope или GLAST. Но 26 августа 2008 года NASA переименовало телескоп в честь итальянского физика Энрико Ферми, лауреата Нобелевской премии по физике 1938 года.

Телескоп «Ферми»

(Фото: NASA)

Запуск телескопа состоялся 11 июня 2008 года. С тех пор «Ферми» обращается вокруг Земли на высоте 565 км. Он сканирует все небо каждые три часа в поисках гамма-лучей с энергией от 20 МэВ до более 300 ГэВ. Один оборот вокруг нашей планеты телескоп делает за 95 минут.

Картируя все небо каждые три часа, «Ферми» открывает самые экстремальные явления во Вселенной: от гамма-всплесков и струй черных дыр до пульсаров, остатков сверхновых и происхождения космических лучей.

Чем известен «Ферми»

• Первым научным результатом телескопа стала регистрация гамма-пульсара, расположенного в остатке сверхновой CTA 1, который стал первым известным объектом, «мигающим» только в гамма-лучах.
• 15 сентября 2008 года «Ферми» зарегистрировал рекордную вспышку гамма-излучения в созвездии Киля, обозначенную как GRB 080916 °C. Мощность взрыва превышала мощность примерно 9 тыс. обычных сверхновых.
• «Пузыри Ферми». В 2010 году ученые обнаружили гигантскую загадочную структуру, которая выглядит как пара пузырей сверху и снизу от центра нашей галактики. Высота каждой доли составляет 25 тыс. световых лет, вместе же они простираются примерно на половину диаметра Млечного Пути.

• 7 марта 2012 года телескоп наблюдал вспышку с максимальной энергией, когда-либо наблюдаемой при извержении Солнца. На пике вспышки «Ферми» обнаружил гамма-лучи в 2 млрд раз превышающей энергию видимого света или около 4 ГэВ.
• Телескоп наблюдал многочисленные гамма-вспышки (короткие вспышки во время грозы, связанные с молнией) на Земле. Он обнаружил, что они могут производить 100 трлн позитронов (античастица элекрона, относится к антивеществу), что намного больше, чем ранее предполагали ученые.

«Ферми» не ведет такую активную социальную жизнь, как его коллеги. У телескопа есть аккаунт в Twitter (не обновляется с осени 2019 года) и страница на Facebook (последнее обновление — в сентябре 2020 года).

Орбитальный телескоп TESS

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) — космический телескоп, предназначенный для открытия экзопланет транзитным методом (фиксация характерных провалов яркости, вызванных прохождением планеты на фоне звезды). Разработан учеными MIT в рамках Малой исследовательской программы NASA.

Телескоп TESS

(Фото: NASA)

Орбитальный телескоп был запущен 18 апреля 2018 года на борту ракеты SpaceX Falcon 9. TESS — первый спутник NASA Astrophysics, запущенный по контракту со SpaceX.

Телескоп наблюдает за космическими объектами с высокоэллиптической околоземной орбиты (HEO). Впервые в качестве силы, стабилизирующей траекторию, используется гравитационное притяжение Луны

В первый год работы телескоп наблюдал Южное полушарие небесной сферы. Участок неба был разбит на 13 секторов, на каждый из которых TESS потратил 27 дней. 18 июля 2019 года первый этап миссии был завершен. По такому же принципу телескоп отработал год и в Северном полушарии. С августа 2020 года аппарат приступил к расширенной миссии, которая продлится, как ожидается, до сентября 2022 года.

В результате TESS охватил своим взглядом около 75% площади неба, открыл порядка 66 подтвержденных экзопланет и зафиксировал свидетельства более чем 2 100 планет-кандидатов, вращающихся вокруг ярких соседних звезд. В будущем уже телескоп Джеймса Уэбба изучит эти планеты-кандидаты и определит, могут ли они поддерживать жизнь.

Чем известен TESS

• 18 сентября 2018 года группа астрономов во главе с Челси Хуангом из MIT сообщила о первой обнаруженной телескопом экзопланете в системе звезды Pi Mensae на расстоянии около 60 световых лет от Земли.

Ролик NASA о первых успехах TESS

• 15 апреля 2019 года в NASA сообщили о первом открытии TESS планеты размером с Землю. Планета HD 21749c составляет около 89% диаметра Земли и вращается вокруг HD 21749, звезды K-типа (т.е. звезды оранжевого цвета с температурой поверхности от 3800 до 5000 К) с массой около 70% Солнца, расположенной на расстоянии 53 световых лет в южном созвездии Ретикулум.Планета скорее всего горячая, с температурой поверхности до 427 °C.
• 6 января 2020 года NASA объявило об открытии TOI 700 d, первой экзопланеты размером с Землю в обитаемой зоне, обнаруженной TESS. Экзопланета вращается вокруг звезды TOI 700 в 100 световых годах от нас в созвездии Дорадо.
• В январе 2021 года ученые определили, что TYC 7037-89-1 — первая из когда-либо обнаруженных шестизвездных систем, в которой все звезды участвуют в затмениях.

Три такие пары составляют недавно открытую шестерную звездную систему под названием TYC 7037-89-1

(Фото: NASA)

У телескопа есть аккаунт в Twitter. Также информацию о деятельности TESS можно найти на странице NASA Exoplanets в Facebook.

Орбитальная обсерватория «Спектр-РГ»

Орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» предназначена для построения полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне энергий. Это проект Федеральной космической программы России с участием Германии.

Обсерватория состоит из двух зеркальный телескопов: немецкого eROSITA, работающего в мягком рентгеновском диапазоне, и российского ART-XC, работающего в жестком рентгеновском диапазоне. ART-XC — первый в России телескоп с оптикой косого падения.

«Спектр-РГ» с телескопами ART-XC (снизу) и eROSITA (сверху)

(Фото: РКС)

13 июля 2019 года обсерватория была запущена с космодрома Байконур.

Исследования «Спектра-РГ» продлятся 6,5 лет. Из них четыре года телескоп будет сканировать звездное небо, а оставшиеся 2,5 года — работать в режиме точечного наблюдения объектов во Вселенной по заявкам мирового научного сообщества. Местом для аппарата выбрана точка Лагранжа (L2) в 1,5 млн км от Земли.

По заверениям «Роскосмоса», за время миссии «Спектр-РГ» обнаружит около 100 тыс. массивных скоплений галактик, порядка 3 млн сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами, десятки тысяч звездообразующих галактик и многие другие объекты, в том числе неизвестной природы, а также детально исследует свойства горячей межзвездной и межгалактической плазмы.

Ожидается, что в 2025 году будет завершена и обнародована самая точная карта Вселенной, построенная телескопами «Спектра-РГ».

Телескоп Джеймса Уэбба

Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) — это амбициозный научный проект орбитальной инфракрасной обсерватории NASA в сотрудничестве с европейскими и канадскими космическими агентствами. Запуск запланирован не ранее ноября 2021 года.

Телескоп Джеймса Уэбба

(Фото: NASA)

В отличие от «Хаббла», «Уэбб» не предназначен для обслуживания. Запаса хладагента на нем хватит примерно на десять лет. Чтобы обеспечить корректную работу на протяжении этого срока, все критически важные подсистемы телескопа дублируются.

Ожидается, что регулярные научные данные и изображения начнут поступать с «Уэбба» примерно через шесть месяцев после запуска.

Телескоп Джеймса Уэбба станет самым большим, мощным и сложным космическим телескопом, когда-либо созданным и запущенным в космос. Размер главного зеркала, шириной в 6,5 м и площадью собирательной поверхности в 25 кв. м, позволит «Уэббу» наблюдать далекие галактики на расстоянии более 13 млрд световых лет.

Телескоп разместится в 1,5 млн км от Земли в противоположную от Солнца сторону во второй точке Лагранжа (L2). Он будет видеть около 39% неба в любой момент времени. Поскольку телескоп должен отвернуться от теплых и близких объектов, способных помешать ему, он не сможет наблюдать Солнце, Меркурий, Венеру, Землю или Луну.

Транспортировка и последовательность развертывания телескопа Джеймса Уэбба на орбите

Четыре научных инструмента имеют уникальные особенности, которые позволят астрономам изучать различные космические объекты:

1. Камера ближнего инфракрасного излучения (NIRCam) будет отслеживать свет от звезд в соседних галактиках и от удаленных звезд Млечного Пути. Она также будет искать свет от звезд и галактик, которые сформировались в начале жизни вселенной.
2. Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) будет наблюдать до 100 объектов одновременно и искать галактики, образовавшихся после Большого Взрыва.
3. Спектрограф среднего инфракрасного диапазона (MIRI) создаст фотографии дальних небесных объектов, как это сейчас делает «Хаббл». Он позволит ученым собрать физические подробности о дальних объектах во Вселенной, обнаружить отдаленные галактики, слабые кометы, новорожденные звезды и объекты в поясе Койпера (дальняя часть Солнечной системы за орбитой Нептуна).
4. Датчик точного наведения с устройством формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф (FGS/NIRISS). Компонент FGS будет отвечать за то, чтобы телескоп смотрел точно в заданном направлении во время научных исследований. А NIRISS — искать следы первого света во Вселенной и исследовать экзопланеты.

У телескопа есть аккаунт в Twitter, YouTube-канал, а также страницы в Instagram и Facebook.

Оптический телескоп «Сюньтянь»

Телескоп Китайской космической станции (CSST) «Сюньтянь» или «Небесный часовой» — автономный орбитальный модуль с оптическим телескопом.

Запуск «Сюньтянь» запланирован на 2024 год. Телескоп будет вращаться вокруг Земли по той же орбите, что и китайская модульная станция. Он сможет периодически приближаться и стыковаться с ней, чтобы экипаж проводил необходимый ремонт и менял приборы.

Телескоп «Сюньтянь»

(Фото: CSNA)

Огромная линза делает «Небесного часового» сопоставимым с «Хабблом». При этом обзор китайского телескопа будет в 300 раз больше при таком же высоком разрешении. Благодаря широкому полю зрения он сможет наблюдать до 40% пространства в течение десяти лет.

Телескоп Китайской космической станции будет вести наблюдение в ближнем ультрафиолетовом и видимом свете, а также исследовать свойства темной материи, формирование и эволюцию галактик.

Космическая обсерватория «Спектр-УФ»

Международный проект космической обсерватории «Спектр-УФ» будет исследовать Вселенную в ультрафиолетовом и видимом диапазонах электромагнитного спектра с высоким угловым разрешением, а также регистрировать гамма-излучение в энергетическом диапазоне от 10 КэВ до 10 МэВ. Основную работу по проекту ведут Россия и Испания.

«Спектр-УФ»

(Фото: WSO-UV)

Космический телескоп с зеркалом диаметром 1,7 м оснастят спектрографами высокого и низкого разрешения, чтобы получать спектры высокого разрешения, и камерами для построения высококачественных изображений в ультрафиолетовом диапазоне. Он сможет конкурировать с телескопом «Хаббл».

«Спектр-УФ» будет заниматься не поиском планет, но изучит физико-химический состав планетных атмосфер в Солнечной системе и за ее пределами, физические и химические свойства межзвездного и околозвездного вещества (газа и пылевых частиц), природу активных галактических ядер, химическую эволюцию галактик. Важная задача «Спектра-УФ» — поиск скрытого вещества, то есть газа и пыли, трудноразличимых для уже существующих телескопов.

Сроки старта миссии «Спектр-УФ» несколько раз переносились. Ожидается, что обсерватория начнет работу осенью 2025 года. Запуск запланирован с космодрома «Восточный».

Телескоп «Хаббл» поделился новыми фотографиями Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна

Космический телескоп Хаббл был запущен на земную орбиту в 1990 году и до сих пор находится в работоспособном состоянии. Он предназначен для изучения галактик и других далеких объектов. Однако, раз в год телескоп тратит некоторое время, чтобы взглянуть на более близкие объекты — планеты Солнечной системы, находящиеся за поясом астероидов: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Но делает он это не только чтобы в очередной раз показать их внешнюю красоту, но и чтобы обогатить программу Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) новыми данными. Сравнивая фотографии планет за разные годы, ученые могут заметить изменения, которые на них происходят. Давайте же посмотрим снимки от Хаббла за 2021 год и узнаем, какие изменения претерпели планеты, за которыми он периодически наблюдает?

Хаббл до сих пор работает и делится отличными фотографиями

Содержание

• 1 Изучение Сатурна и Юпитера
• 2 Преимущества телескопа Хаббл
  • 2.1 Новая фотография Юпитера
  • 2.2 Новая фотография Сатурна
  • 2.3 Новая фотография Нептуна
  • 2.4 Новая фотография Урана

Изучение Сатурна и Юпитера

Для начала стоит отметить, что телескоп Хаббл делает далеко не самые лучшие снимки Сатурна и Юпитера. Дело в том, что над этими планетами уже работали (а некоторые работают до сих пор) специально предназначенные для этого аппараты. Так, исследованием Сатурна и его колец занимался зонд Кассини, который в 2017 году сгорел в атмосфере планеты. За время своей работы он успел сделать много хороших фотографий.

Зонд Кассини, изучающий Сатурн

А исследованием Юпитера занимается космический аппарат Юнона — в июле текущего года он завершил основную миссию и теперь занимается исследованием его спутников.

Космический аппарат Юнона

Преимущества телескопа Хаббл

Но телескоп Хаббл является единственным аппаратом, который может сделать хорошие фотографии как Сатурна с Юпитером, так и Нептуна и Урана. Вы можете заметить, что снимки двух последних планет слегка размыты — это странно, учитывая, что Хабблу удается делать высоко детализированные снимки даже очень далеких галактик. Но стоит учесть, что галактики имеют огромные размеры, тогда как Нептун и Уран можно сравнить с крошечными песчинками во Вселенной.

Рассеянное звездное скопление NGC 3603 в созвездии Киль, снятое телескопом Хаббл

Исходя из всего этого не удивительно, что для сбора данных для программы OPAL был выбран именно телескоп Хаббл. Именно благодаря ему однажды мы узнали, что Большое красное пятно на Юпитере иногда меняет форму и оттенок. Также именно Хаббл смог снять полярные сияния на Сатурне, а также заметить темную бурю на поверхности Нептуна и облака на Уране. Новые снимки этих четырех планет были сделаны в сентябре и октябре 2021 года. Что интересного на них можно заметить?

Интересный факт: в 2021 году телескоп Хаббл много раз ломался, но агентству NASA удалось его починить

Новая фотография Юпитера

Свежий снимок Юпитера был сделан Хабблом 4 сентября. Мы уже прекрасно знаем о главной особенности этой планеты: на ней постоянно бушуют штормы, из-за которых полосы облаков вращаются в разных направлениях. В 2021 году выше экватора Юпитера появились несколько новых красных пятен небольшого размера. Это новые штормы которые, по мнению ученых, являются временными. Большое красное пятно тем временем стало коричневым и, вдобавок к этому, притянуло к себе еще несколько мелких штормов.

Обновленная фотография Юпитера, сделанная телескопом Хаббл

Новая фотография Сатурна

Новая фотография Сатурна была снята 12 сентября — на ней показано северное полушарие планеты. Как и Земля, Сатурн слегка наклонен, поэтому на нем происходит смена времен года. Правда год на этой планете длится 29 земных лет, из-за чего один сезон длится 7,5 лет. В 2021 году на Сатурне царит осень и, по мере изменения температуры, в полушариях меняется цвет облаков — они выглядят иначе, чем в прошлом году.

Сатурн 12 сентября 2021 года

Новая фотография Нептуна

Снимок Нептуна был сделан 7 сентября. На южном полушарии планеты сейчас весна и она пройдет не скоро — смена времен года происходит только каждые 40 земных лет. На поверхности Нептуна есть темные вихри, которые являются областями с высоким давлением, которые возникают в средних широтах и затем перемещаются к экватору. На полученном снимке вихрь можно заметить в левом верхнем углу планеты. Если присмотреться, темную область можно заметить и неподалеку от южного полюса.

Нептун 7 сентября 2021 года

Новая фотография Урана

Последним был снят Уран — фотография сделана 25 октября. Поскольку он тоже находится далеко от Солнца, один сезон там длится 21 земной год. На данный момент в снятом северном полушарии сейчас весна. В целом, на фотографии нет ничего особо интересного кроме полярного колпака, который виднеется как огромная белая область. Ученые до сих пор не знают, из-за чего именно он возникает. Возможно, он образовался из-за взаимодействия химических веществ в атмосфере Урана с солнечным светом. Иногда белый цвет становится насыщеннее, вероятно, из-за изменения прозрачности атмосферы.

Уран 25 октября 2021 года

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Как видно, телескоп Хаббл до сих пор отлично работает и делится интересными фотографиями. По мощности с ним может сравниться разве что телескоп Джеймса Уэбба, который наконец-то запущен на околоземную орбиту и скоро начнет работу. Подробнее о нем вы можете почитать в этой статье.

Аэрокосмическое агентство NASAКосмические телескопыКосмосПланеты

Для отправки комментария вы должны или

Телескоп имени Э.

Хаббла: 20 лет на орбите

Ефрем Левитан,
доктор педагогических наук
«Наука и жизнь» №6, 2010

О космическом телескопе имени Э. Хаббла мир узнал 20 лет назад. С тех пор летающая вокруг Земли обсерватория остаётся одним из главных источников уникальной информации о дальних звёздах и галактиках. Вначале планировалось, что телескоп проработает на околоземной орбите 15 лет, но, по-видимому, он доживёт в рабочем состоянии до 30-летия, а может и больше, и поможет разгадать ещё не одну тайну Вселенной.

25 апреля 1990 года многоразовый космический корабль «Дискавери» вывел на околоземную орбиту высотой около 610 км уникальный аппарат — космический телескоп имени Э. Хаббла (КТХ). Его могли запустить в космос несколькими годами раньше. Однако катастрофа космического челнока «Челленджер» с семью астронавтами на борту, случившаяся 28 января 1986 года, остановила на время полёты американских многоразовых транспортных космических кораблей.

Телескоп получил имя великого американского астронома Эдвина Хаббла (1889–1953). Хаббл доказал, что во Вселенной кроме нашей Галактики — Млечного Пути существует множество других (ближайшая из них — Туманность Андромеды) и что все они удаляются друг от друга. Открыв разбегание галактик, учёный вывел знаменитый закон, утверждающий, что галактики разбегаются со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними.

По своей первой профессии Хаббл был юристом, но любовь к астрономии, привитая ему дедушкой в детстве, затмила все другие интересы и сделала его одним из выдающихся открывателей Вселенной.

Телескоп имени Э. Хаббла — весьма внушительное сооружение: длина — 13,1 м, диаметр — 4,2 м, размах солнечных батарей — 12 м, масса — 11,3 т, диаметр главного зеркала телескопа-рефлектора — 2,4 м.

Главное зеркало КТХ массой 816 кг и диаметром 2,4 м изготовлено из плавленого кварцевого стекла, не подверженного тепловым деформациям. На его шлифовку и полировку ушло два года и четыре месяца. Если с такой же точностью «отшлифовать» поверхность земного шара, то высочайшие горные вершины будут выступать над поверхностью не более чем на 130 мм. Особые меры были приняты, чтобы не допустить искажения формы зеркала в условиях невесомости.

Несмотря на тщательность изготовления деталей и сборки, телескоп пришлось пять раз ремонтировать на орбите. Серьёзные дефекты главного зеркала обнаружились уже в самом начале работы. Оказалось, что оно обладает большой сферической аберрацией^*, а это не позволяло получать снимки космических объектов высокого качества. Их можно было сравнить со снимками с наземного телескопа. Учёным удалось решить эту непростую проблему. Они придумали новый способ обработки снимков, при котором качество не страдало.

Однако дефекты главного зеркала и неполадки, возникавшие в блоках и системах космической обсерватории, надо было устранять. К КТХ полетели шаттлы с ремонтными бригадами: в декабре 1993 года — «Индевор»; в феврале 1997-го — «Дискавери»; в декабре 1999-го — «Дискавери»; в марте 2002-го — «Колумбия»; в мае 2009-го — «Атлантис»). В экипаж каждой экспедиции входили семь астронавтов. «Ремонтникам» приходилось по несколько часов работать в открытом космосе. Во время ремонта телескоп ставили на платформу в грузовом отсеке прилетевшего шаттла. Астронавты буквально охотились за КТХ, чтобы поймать и осторожнейшим образом поставить эту громадину высотой с четырёхэтажный дом на «рабочий стол».

Уже в ходе первой экспедиции в декабре 1993 года астронавты «Индевора» установили на главном зеркале КТХ корректирующий прибор COSTAR, который позволил улучшить «зрение» телескопа. Следующим экспедициям приходилось ремонтировать или даже заменять некоторые научные приборы, электронные блоки, гироскопы и солнечные батареи. Все ремонтные работы завершились в мае 2009 года.

Космический телескоп имени Э. Хаббла — один из самых успешных орбитальных космических аппаратов научного назначения. В нём заинтересованы исследователи планет Солнечной системы, нашей и других галактик, специалисты в области звёздной астрономии, космологи. Они постоянно обращаются к КТХ при решении множества проблем — от поиска замёрзшей воды на Луне до исследования загадочной тёмной материи во Вселенной.

КТХ передал на Землю огромное число фотографий самых разных космических объектов. Исследуя Солнечную систему, он фотографировал, например, Марс, Юпитер и Сатурн, полярные сияния на Юпитере, Сатурне и Ганимеде, падение на Юпитер в июле 1994 года кометы Шумейкеров — Леви. КТХ сфотографировал Плутон, который ещё недавно считался девятой планетой Солнечной системы, а сейчас возглавляет семейство карликовых планет, и открыл два его новых маленьких спутника — Никту и Гидру. Теперь семейство Плутона насчитывает три спутника (крупный спутник — Харон был открыт ещё в 1978 году). В 2015-м к Плутону приблизится американская межпланетная станция «Новые горизонты», которая наверняка откроет ещё какие-нибудь тайны этой далёкой планеты.

Исследуя Галактику, КТХ помог уточнить сведения о такой важнейшей характеристике звёзд, как их масса (с его помощью удалось измерить массу звёзд, превосходящих массу Солнца в 100–150 раз). На фотографиях некоторых туманностей обнаружены звёзды, находящиеся в эмбриональной стадии эволюции и завершающие жизненный путь, такие как белые карлики. Есть фотографии, позволившие уточнить детали строения и эволюции протопланетных дисков^**, из которых формируются планеты. Кроме того, с помощью КТХ астрономы открыли несколько экзопланет (см. «Наука и жизнь» № 9, 2009 г., с. 81).

Фотографии диффузных и планетарных туманностей содержат уникальную научную информацию о происходящих в них физических процессах. А ещё мы наконец увидели, как красивы эти туманности.

В портретной галерее КТХ есть фотографии галактик всех типов и возрастов — от самых юных до самых старых, возраст которых сравним с возрастом самой Вселенной. Среди них можно увидеть и одиночные галактики, и двойные, включая взаимодействующие, а также группы галактик и их скопления. В некоторых далёких звёздных системах КТХ открыл сверхмассивные чёрные дыры.

Телескоп имени Э. Хаббла помог уточнить возраст Вселенной, отсчитываемый от Большого взрыва. По закону, открытому Эдвином Хабблом в 1929 году, v = Hr, где v — скорость галактики (так называемая лучевая скорость), r — расстояние до неё, H — постоянная Хаббла. По величине этой постоянной оценивают возраст Вселенной. Закон Хаббла справедлив для большинства галактик, за исключением очень близких к нам и очень далёких от нас.

КТХ удаётся регистрировать удалённые объекты, недоступные наблюдениям с Земли, в том числе цефеиды и пульсирующие звёзды, которые часто называют «маяками Вселенной». Благодаря этим маякам учёные с точностью до нескольких процентов рассчитали, что постоянная Хаббла Н = 72 км/(с·Мпк). Эта цифра хорошо согласуется с другими данными современной космологии. Если она верна, то возраст Вселенной составляет 13,7 млрд лет.

Благодаря КТХ сделано ещё одно из самых замечательных открытий последних лет: разлёт галактик происходит не замедленно, как думали раньше, а ускоренно. Получается, что во Вселенной кроме вселенского тяготения действует и вселенское отталкивание. Причём если первое вызвано привычной нам гравитацией звёзд и галактик, то второе — загадочной тёмной материей, заполняющей Вселенную.

В последние годы появились космические телескопы более внушительных размеров, чем телескоп имени Э.  Хаббла. 14 мая 2009 года запущена космическая обсерватория «Гершель» Европейского космического агентства с главным зеркалом диаметром 3,5 м. В 2014 году планируется отправить в космос телескоп нового поколения, носящий имя Джеймса Э. Уэбба (в честь второго руководителя NASA — Джеймса Э. Уэбба, возглавлявшего агентство в 1960-е годы). Новая космическая обсерватория будет исследовать Вселенную в инфракрасном диапазоне. Её главный инструмент — телескоп с зеркалом диаметром 6,5 м. До сих пор такие огромные зеркала делали лишь для наземных обсерваторий, а телескоп Джеймса Э. Уэбба готов поселиться на околоземной орбите. С его запуском астрономов несомненно ждут новые открытия.

^* Сферическая аберрация — погрешность изображения, обусловленная тем, что лучи, падающие на края линзы, преломляются сильнее, чем более близкие к оси. При этом возникает много изображений разного размера, и в результате вместо точки мы видим расплывчатое пятно.
^** Протопланетный диск — сплюснутое облако плотного газа, вращающееся вокруг недавно сформировавшейся протозвезды.

ТЕЛЕСКОП

Космический телескоп Хаббл, вращающийся высоко над Землей, имеет четкое представление о Вселенной, свободное от размытия и поглощения эффектов атмосферы. Помимо наблюдения видимого и ближнего инфракрасного света, Хаббл обнаруживает ультрафиолетовое излучение, которое поглощается атмосферой и видно только из космоса. Телескоп передал сотни тысяч небесных изображений на Землю за время своего пребывания в космосе.

Хаббл — телескоп-рефлектор Кассегрена. Свет от небесных объектов проходит по трубе, собирается чашеобразным, изогнутым внутрь главным зеркалом и отражается к меньшему, куполообразному, изогнутому наружу вторичному зеркалу. Вторичное зеркало отражает свет обратно к главному зеркалу и через отверстие в его центре. Свет фокусируется на небольшой области, называемой фокальной плоскостью, где его улавливают различные научные инструменты.

Основное зеркало Хаббла весом 1825 фунтов и диаметром 7,8 футов (2,4 метра) собирает свет от своей астрономической цели и отражает его на вторичное зеркало диаметром 12 дюймов (0,3 метра), расположенное в оптической трубе. Затем это вторичное зеркало отражает свет через отверстие в главном зеркале, формируя изображение в фокальной плоскости телескопа. Там он улавливается датчиками-зеркалами, которые передают его в научные приборы. Зеркала Хаббла изготовлены из стекла со сверхнизким коэффициентом расширения, которое хранится при «комнатной температуре» около 70°F (21°C), чтобы избежать деформации. Отражающие поверхности покрыты слоем чистого алюминия толщиной 3/1 000 000 дюймов и защищены слоем фторида магния толщиной 1/1 000 000 дюймов, что также делает зеркало более отражающим ультрафиолетовый свет.

Научные инструменты Хаббла, глаза астронома на Вселенную, работают вместе или по отдельности, чтобы обеспечить наблюдения. Каждый инструмент предназначен для изучения Вселенной по-своему. У Хаббла есть две основные разновидности инструментов: камеры, которые фиксируют знаменитые изображения Хаббла, и спектрографы, которые разбивают свет на цвета для анализа.

Текущий набор инструментов Хаббла включает широкоугольную камеру 3 (WFC3), спектрограф космического происхождения (COS), усовершенствованную камеру для исследований (ACS), спектрограф формирования изображений космического телескопа (STIS) и датчики точного наведения (FGS).
 

Узнайте больше об инструментах Хаббла

Это не единственные инструменты, которые летали на борту Хаббла. Телескоп был спроектирован так, чтобы его периодически посещали астронавты, которые привозили с собой новые инструменты и технологии и ремонтировали его с декабря 1993 года по май 2009 года.

После запуска в апреле 1990 года НАСА обнаружило дефект главного зеркала. Дефект был крошечным, всего около 1/50 ширины человеческого волоса, но достаточно значительным, чтобы исказить зрение Хаббла. Во время служебной миссии 1 в декабре 19 г.93 астронавты добавили корректирующую оптику, чтобы компенсировать недостаток. Оптика действовала как очки, корректируя зрение Хаббла.
 

Системы космического корабля

Схема систем и инструментов управления и поддержки Хаббла
В передней части корпуса находится оптический блок телескопа. В центре телескопа находятся реактивные колеса и отсеки, в которых размещается управляющая электроника обсерватории. В кормовом кожухе размещены научные приборы, гироскопы и датчики звездного неба.

Хаббл управляется командами с Земли. Несколько систем космического корабля обеспечивают бесперебойную работу Хаббла.

Коммуникационные антенны

Хаббл работает в ответ на подробные инструкции от людей на земле. Антенны позволяют техническим специалистам общаться с телескопом, сообщая ему, что и когда делать. Четыре антенны принимают и отправляют информацию на набор спутников, которые, в свою очередь, связываются с Землей.

Солнечные батареи

Хаббл питается от солнечного света. Каждый подобный крылу массив имеет солнечные элементы, которые преобразуют энергию Солнца в электричество. Часть этого электричества обеспечивает работу телескопа, часть хранится в бортовых батареях на периоды, когда Хаббл находится в тени Земли.

Компьютеры и автоматизация

Несколько компьютеров и микропроцессоров находятся в теле Хаббла и в каждом научном приборе. Есть два основных компьютера. Один разговаривает с приборами, отправляет команды и другую информацию и передает данные; другой управляет наведением, гироскопами и другими общесистемными функциями.

Термозащита

Хаббл имеет одеяло из многослойной изоляции, которая защищает телескоп от перепадов температур.

Система наведения

Хаббл использует комбинацию гироскопов, реактивных колес и датчиков точного наведения для ориентации.
 

Наука Хаббла

Столпы Творения
Хаббл WFC3 изображения M16 в видимом свете (слева) и ближнем инфракрасном свете (справа).

Хаббл — одна из самых успешных и продолжительных научных миссий НАСА. Он передал на Землю сотни тысяч изображений, проливающих свет на многие великие загадки астрономии.

Среди своих многочисленных открытий Хаббл показал, что возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиардов лет, что намного точнее, чем старый диапазон где-то от 10 до 20 миллиардов лет. Хаббл сыграл ключевую роль в открытии темной энергии, таинственной силы, которая ускоряет расширение Вселенной.

Хаббл показал ученым галактики на всех стадиях эволюции, в том числе галактики, которые существовали, когда Вселенная была еще молода, помогая им понять, как формируются галактики. Он обнаружил протопланетные диски, сгустки газа и пыли вокруг молодых звезд, которые, вероятно, служат местом рождения новых планет. Было обнаружено, что гамма-всплески — странные, невероятно мощные энергетические взрывы — могут происходить в далеких галактиках, когда коллапсируют массивные звезды. И это лишь немногие из его многочисленных продолжающихся вкладов в астрономию.
 

Читать новости об открытиях Хаббла

Поле зрения (FOV) «следы» инструментов Хаббла
Инструменты включают датчики точного наведения (FGS), камеру ближнего инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (NICMOS), Спектрограф изображений космического телескопа (STIS), спектрограф космического происхождения (COS), широкоугольная камера 3 (WFC3) и усовершенствованная камера для обзоров (ACS), которая включает солнечный слепой канал (SBC).

Телескоп — инструмент всего астрономического сообщества. Любой астроном в мире может подать предложение и запросить время на телескоп — самостоятельно или в координации с другими обсерваториями в космосе и на земле — а также за поддержкой в ​​использовании обширных архивов данных Хаббла. Астрономы соревнуются за время, чтобы использовать Хаббл.

Больше ученых хотят использовать телескоп, чем позволяет время, поэтому обзорная комиссия экспертов-астрономов должна выбрать лучшие предложения из множества. Чтобы избежать предвзятости, процесс конкурса является двойным слепым. Это означает, что не только предлагающие не знают личности рецензентов, но и рецензенты также не знают личности предлагающих.

Выигрывают те предложения, которые наилучшим образом используют возможности телескопа при решении насущных астрономических вопросов. Каждый год просматривается около 1000 предложений и отбирается около 200, что в общей сложности составляет около 20 000 отдельных наблюдений.

10 лучших снимков Хаббла | Природа

Знаменитому телескопу исполняется 25 лет, и ученые, работавшие над проектом, выбирают свои любимые снимки.

ТУМАННОСТЬ БАБОЧКА

Выбрано: Джейсон Калираи, научный сотрудник космического телескопа Джеймса Уэбба, Научный институт космического телескопа «Туманность Бабочка показывает, что происходит со звездой в конце ее жизни, когда она теряет весь свой газ и пыль в окрестности. Это не только напоминание о возможной судьбе нашего собственного Солнца и Солнечной системы, но и уникальная способность Хаббла наблюдать за этим событием в долгом жизненном цикле звезды, проливает свет на то, как звезды развиваются».

Авторы и права: NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team

ГАЛАКТИКА ГОЛОВАСТИКА

Выбрано: Джоном Грюнсфелдом, бывшим астронавтом, заместителем администратора НАСА по науке «Галактика Головастик была разрушена столкновениями, и из ее хвоста вырвались вспышки звездообразования. Но за этой галактикой находятся тысячи других галактик. Для меня это показывает силу Хаббла — это не только то, что фотографирует телескоп, но и все остальное, что он захватывает одновременно».

Авторы и права: NASA/H. Форд (JHU)/Г. Иллингворт (UCSC/LO)/М.Клэмпин (STScI)/G. Хартиг (STScI) / Научная группа ACS / ESA

ЗВЕЗДНОЕ СКОПЛЕНИЕ NGC 602

Выбрано: Антонелла Нота, астроном, Научный институт космического телескопа «Звездные скопления, подобные этому, невероятно красивы. Вы видите переход от первоначального газового и пылевого облака, места, где рождаются звезды, к этому скоплению очень молодых звезд, которые только начинают свой мощный ветер».

Авторы и права: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

ГАЛАКТИКА NGC1300

Выбрано: Золтаном Левеем, специалистом по визуализации, Научный институт космического телескопа «Галактика NGC1300, спиральная галактика с перемычкой, имеет удивительную, очень элегантную форму, а также интересный цвет. Помимо этого, мы также получаем сильное ощущение глубины — если вы присмотритесь, вы сможете увидеть галактики, которые находятся намного дальше».

Авторы и права: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

ПРОТОПЛАНЕТНЫЕ ДИСКИ В ТУМАННОСТИ ОРИОНА

Выбрал: Эдвард Вейлер, бывший главный научный сотрудник Хаббла «Меня всегда интересовали поиски жизни во Вселенной. Еще в 1800-х годах Лаплас предположил, что солнечные системы формируются в околозвездных дисках. Хаббл показал, что Лаплас был прав. Это показало, что процесс формирования планет был чрезвычайно распространенным».

Авторы и права: NASA/ESA/L. Риччи (ESO)

МЫШИ ГАЛАКТИК

Выбрано: Дженнифер Лотц, астроном, Научный институт космического телескопа «Я был аспирантом, когда они установили Усовершенствованную камеру для обзоров, и одним из первых снимков, сделанных ею, были две взаимодействующие галактики, называемые Мыши. Детализация хвоста просто потрясающая».

Авторы и права: NASA/H. Форд (JHU)/Г. Иллингворт (UCSC/LO)/М.Клэмпин (STScI)G. Хартиг (STScI) / Научная группа ACS / ESA

ТУМАННОСТЬ СПИРАЛЬ

Выбрано: Робертом О’Деллом, астрономом, Университет Вандербильта «Эти оболочки, выброшенные умирающими звездами, распадаются на плотные узлы конденсированного газа. Для меня это увлекательно, потому что это означает, что этот материал, выходящий в межзвездную среду, материал, из которого формируются новые поколения звезд, уже имеет эту конденсацию, эту соблазнительную возможность быть семенами для формирования планет».

Авторы и права: NASA/ESA/C.R. О’Делл (Университет Вандербильта)/М. Мейкснер, П. Маккалоу (STScI)

ТУМАННОСТЬ ОРЕЛ — СТОЛПЫ ТВОРЕНИЯ

Выбрано: Дженнифер Уайзман, старший научный сотрудник проекта «Хаббл», Центр космических полетов имени Годдарда НАСА «Это одно из знаковых изображений. Вы видите столбы газа, которые обозначают область, где звезды недавно сформировались и все еще формируются. У нас есть чудесное новое изображение, сделанное новой камерой, которое дало нам визуальное представление о том, как недавно образовавшиеся молодые звезды взаимодействуют с оставшимся плотным газом».

Авторы и права: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

АВРОРА ЮПИТЕРА

Выбрано: Мелиссой МакГрат, астрономом, Центр космических полетов им. Маршалла «Одно из самых знаковых изображений, по крайней мере, для наблюдений за Солнечной системой, когда-либо сделанных с помощью Хаббла, — это изображение северного полярного сияния Юпитера. Вы можете увидеть выбросы от спутников Ио, Ганимед и Европа».

Авторы и права: НАСА/ЕКА/Джон Кларк (Мичиганский университет)

СВЕРХГЛУБОКОЕ ПОЛЕ ХАББЛА

Выбрано: Дэвидом Лекроуном, бывшим научным сотрудником проекта Хаббла, Центр космических полетов имени Годдарда инфракрасный. Несколько объектов здесь, с дифракционными всплесками, являются звездами переднего плана. Любой другой объект — это галактика. Некоторые из них излучали свет, который мы видим сейчас, когда Вселенной было от 400 до 600 миллионов лет, что составляет около 3-4% от ее нынешнего возраста».

Авторы и права: NASA/ESA/H. Теплиц, М. Рафельски (IPAC/Caltech)/A. Кокемур (STScI)/Р. Виндхорст(ASU)/Z. Levay (STSCI)

Топ -10 изображений, сделанные Hubble Space Telecope

• Поделиться на Facebook

• Поделиться в Twitter

• Share на Reddit

• .

• Печать

Слайд-шоу (10) изображений

Просмотр

Кредиты: НАСА/ESA/Hubble SM4 ERO TEAM

• • Share

6
6262669. Научный институт
«Туманность Бабочка показывает, что происходит со звездой в конце ее жизни, когда она теряет весь свой газ и пыль в своем окружении… Авторы и права: NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team