Десетте най-значими открития, направени с помощта на телескопа Хабъл

Първият орбитален телескоп бе изведен в космоса от Великобритания през 1962 година, а четири години по-късно това извърши и НАСА. Но възможностите на тези телескопи бяха неголеми и през 70-те години НАСА започна разработването на проект за орбитален телескоп с диаметър на огледалото 3 метра. През 1978 година Конгресът утвърди началното финансиране на проекта в размер $36 милиона. Към 1986 година телескопът бе готов за космоса, но точно тогава се взриви Челинджър и полетите на космическите совалки бяха прекратени за цели две години. По това време нямаше друг начин за извеждането на новия Хабъл в орбита.

В крайна сметка Хабъл бе изведен в орбита едва на 24 април 1990 година. Дотогава бюджетът на проекта нарасна до внушителните $2,5 милиарда, но това даде възможност телескопът да бъде оборудван с най-добрата техника за това време: широкоъгълна и планетарна камери, различни спектрографи и фотометри, като и със сензори за точно насочване.

Въпреки че основната мисия на телескопа отдавна приключи, а в орбита се намират неговите „колеги“ Спицър и Кеплер, изведени в орбита през 2003 и 2009 година, Хабъл продължава да функционира, въпреки че бе ремонтиран няколко пъти. За изминалите почти 30 години в орбита, Хабъл направи редица научни открития, които които кратко ще опишем тук.

Основната теория за появата на Вселената е теорията за Големия Взрив, който е настъпил преди приблизително 13,7 милиарда години. Преди появата на Хабъл се считаше, че разширението на Вселената се забавя заради гравитационните сили, но наблюдавайки свръхновите звезди и измервайки разстоянията до тях, астрономите установиха, че галактиките се продължават да се разпръскват, при това ускорено. Оказа се, че вместо да намалява, скоростта на разширение се увеличава. За обясняването на този факт в космологичното уравнение бе добавена нова променлива, наречена „тъмната енергия“, която обяснява увеличаващата се скорост на галактиките.

Звездите се образуват в така наречените газово-прахови дискове – огромни натрупвания на въртящи се прах и газ, в които под действието на гравитацията започват да се образуват „зародиши“, броят на които лавинообразно се увеличава в центъра на диска, докато в крайна сметка от прекаленият натиск и повишената температура не започнат ядрени реакции, водещи до появата на нова звезда. „Звездните зародиши“ с по-малък размер образуват планетите. Но този увлекателен процес не може да се наблюдава във видимия диапазон, понеже той е скрит зад големите газови и прахови области, а атмосферата на Земята почти не пропуска инфрачервените и ултравиолетовите диапазони. Но това не е проблем за Хабъл и първите снимки на протопланетните дискове бяха направени през 1995 година, когато с помощта на телескопа бе заснето образуването на звезди и планети в мъглявината Орион.

Преди извеждането на телескопа в орбита астрономите можеха съвсем приблизително да определят възрастта на Вселената – някъде около от 8 до 25 милиарда години. Този извод е направен на базата на това, че Слънцето със сигурност не е звезда от първо поколение, а неговата възраст е около 5 милиарда години, а през това време количеството тежки елементи във Вселената, образуващи се единствено при взрива на свръхнови звезди, не са толкова много, за да съществуват повече от 2 до 4 поколения звезди.

Чрез Хабъл бяха изследвани промените в светимостта на 31 цефеиди – променливи звезди и по този начин максимално точно бе определено разширението на Вселената и съответно, много по-точното определяне на нейната възраст – около 13,7 милиарда години с точност до няколко стотици милиона.

Това че не само Слънцето има планетарна система бе известно и преди Хабъл, но нямаше как да се определи химическия състав на атмосферите на тези планети, понеже изкривяванията, предизвикани от атмосферата на Земята, са твърде големи. Телескопът засне спектъра на атмосферата на екзопланетите, осветена от околните звезди. Хабъл откри в спектрите наличието на същите вещества, познати и на Земята – натрий, кислород, въглерод и други. А в атмосферата на някои далечни планети бе открит метан – най-опростената органична молекула. Това се счита за първата стъпка в откриването на извънземен живот.

Преди Хабъл, нямаше как да бъдат видени и изучавани далечните галактики, понеже тяхната изключително слаба светлина се поглъщаше от атмосферата на Земята. Астрономите направиха много интересен експеримент: насочиха телескопа към един от най-тъмните участъци на космоса и отавиха затвора отворен в продължение на 10 дни. Така бе заснета една от най-известните фотографии – Hubble Deep Field.

Много добре се виждат над 3000 галактики със всевъзможни форми, цветове и размери, отдалечени от нас на много милиарди светлинни години. Ако се замислим, те може и вече да са изчезнали или да са се слели с други галактики, докато светлината от тях достигне до нас.

През 1994 година Хабъл съвсем ясно засне в инфрачервения и ултравиолетовите диапазони падането на кометата Шумейкър-Леви върху Юпитер. По това време събитието от подобен род се считаше за нещо съвсем извънредно, случващо се веднъж на няколко столетия. Но през 2009 година телескопът фиксира още едно падане на комета върху Юпитер, което подсказа на астрономите, че гигантската газова планета е своеобразен защитен космически чадър за вътрешните планети на Слънчевата система, защитавайки ги от бомбардировката на големите комети и астероиди. И още, по време на сблъскването бяха получени данни за веществата в дълбините на Юпитер. Оказа се, че Юпитер повече прилича на Слънцето, отколкото на планета.

Квазарите за пръв път бяха наблюдавани през 1950-те години, когато се считаше, че това са много ярки звезди в нашата галактика – Млечния път. Но бързо се разбра, че линиите в техните спектри са силно изместени в червената област, което показва, че те са отдалечени на милиарди светлинни години от нас. Но на подобно разстояние не могат да се различат галактиките, какво остава за отделни звезди. Нямаше обяснение за природата на квазарите.

Хъбъл изясни, че това са активните ядра на галактиките в началния етап от тяхното развитие, когато свръхмасивна черна дупка поглъща околното вещество, при което се образува акреционен диск, източник на особено мощно излъчване, често пъти десетки и стотици пъти превишаващо общото излъчване на всички звезди от нашата галактика.

Тези гама пикове първоначално бяха засечени от военните сателити, които трябваше да следят за възникването на ядрени взривове на Земята. Но вместо това те всеки ден регистрираха мощни гама излъчвания от различни сектори на космоса, при които за няколко секунди се отделя повече енергия, отколкото Слънцето би излъчило за 10 милиарда години. Предполагаше се, че това е свързано с взрива на свръхнови звезди, но нямаше как да се разбере, защо при едните взривове има гама лъчи, а при други – няма.

Благодарение на Хъбъл се разбра, че тези пикове са тесен лъч мощно излъчване, генерирано при избухването на особено масивни бързо въртящи се звезди, които след това се превръщат в неутронна или кваркова звезда, или в черна дупка.

Хабъл показа, че най-малките звезди с маса под половината от слънчевата, не могат да преобразуват хелия и след изгарянето на водорода, бавно – в продължение на десетки милиарди години, угасват и слабо излъчват в инфрачервения и микровълновия диапазони.

Звездите със средни размери – до 5 пъти масата на Слънцето имат по-интересна съдба. След прекратяването на водородната реакция започва реакцията с хелий, а след това с кислород и въглерод. В крайна сметка звездата отхвърля външните си слоеве, а след това се превръща в бяло джудже или неутронна звезда, а понякога в черна дупка. Последните два типа звезди по-късно избухват като свръхнови.

След като се разбра, че квазарите са активните ядра на галактиките, учените пресметнаха техните маси чрез измерване скоростта на поглъщането на околното вещество. Оказа се, че масите на черните дупки са свързани с масите на галактиките, в които се намират. Това означава, че те се формират заедно, а не се появяват поотделно, както се считаше по-рано.

Телескопът Хабъл още е в орбита, а това означава, че ще продължава да ни помага в разкриването тайните на Вселената.

Коментирай това преди всички други