Не лише «Хаббл»: космічні телескопи сьогодення та майбутнього

У 1610 Галілео Галілей і Симон Маріус незалежно один від одного відкрили супутники Юпітера, що стало однією з найважливіших наукових подій того часу. Майже через чотири століття запуск космічного телескопа «Хаббл» започаткував нову революцію в астрономії. Головна проблема оптичної астрономії – неоднорідність земної атмосфери. Області з різною щільністю, швидкістю руху повітря призводять до мерехтіння зірок, видимому неозброєним оком. Це робить космос єдиним місцем, де телескоп може отримати справді чітке та вичерпне уявлення про Всесвіт.

У цьому матеріалі розповідається про найважливіші проекти космічних телескопів, тоді як найбільшим наземним обсерваторіям у нас присвячений окремий огляд.

Також астрофізик Сергій Попов розповів РБК Трендам про те, як нові технології перетворили астрономію на модну та затребувану науку. Чому не варто чекати, що в майбутньому ми «переїдемо» на іншу планету і який взагалі нам усім толк від цих астрономічних відкриттів?

Випуск подкасту «Лекції не буде» РБК Трендов із Сергієм Поповим про те, чому ми ніколи не зможемо переселитися на іншу планету: Ваш браузер не підтримує аудіоплеєр.

Космічний телескоп "Хаббл"

Телескоп «Хаббл», названий на честь Едвіна Хаббла, запущено на орбіту 24 квітня 1990 року. Це спільний проект NASA та Європейського космічного агентства, задуманий як обсерваторія загального призначення для дослідження Всесвіту у видимому, ультрафіолетовому та інфрачервоному діапазонах хвиль. Входить до Великих обсерваторій NASA.

Ліворуч — знімок з обсерваторії Лас Кампанас, Чилі.Праворуч - частина першого зображення "Хаббла" (Фото: NASA, ESA, and STScI)

"Хаббл" обертається навколо Землі на висоті близько 540 км і нахилений на 28,5 градусів до екватора. Щоб зробити один оборот, йому потрібно 95 хвилин. Орбітальний телескоп провів понад 1 млн спостережень та надав дані, які астрономи використали, щоб написати понад 18 тис. наукових публікацій, що рецензуються (від формування планет до гігантських чорних дір). Ці документи згадувалися в інших публікаціях понад 900 тисяч. разів.

Чим відомий «Хаббл»

• Завдяки вивченню пульсуючих зірок вдалося визначити вік нашого Всесвіту – 13,8 млрд років.
• У січні 1992 року астрономи підтвердили існування планет поза сонячної системи.
• Телескоп зафіксував рідкісне явище - зіткнення комети Шумейкера-Леві 9 з Юпітером 1994 року. Це перші історії зіткнення двох об'єктів Сонячної системи.

Серія знімків, зроблених за допомогою космічного телескопа "Хаббл" NASA, показує еволюцію області падіння комети Шумейкер-Леві (Фото: H. Hammel, MIT and NASA)

• Телескоп детально зафіксував еволюцію погоди Юпітера, зокрема рідкісний шторм біля екватора планети.
• "Хаббл" показав Плутон вперше з моменту відкриття планети в 1930 році.
• Апарат сфотографував шлейф газу та пилу заввишки 400 км внаслідок виверження вулкана Іо, найбільшого внутрішнього місяця Юпітера.

Зображення зроблено 14 лютого 2007 року. На лівому видно оранжеві овальні відкладення сірки навколо вулкана Пеле. На правому зображенні видно великий шлейф, що піднімається над поверхнею, неподалік північного полюса (Фото: NASA, ESA, and J. Spencer (SwRI))

• Підтвердив припущення про наявність надмасивних чорних дірок у ядрах Галактик.
• Знайшов найдальший із відомих на сьогодні космічних об'єктів — галактику GN-z11. Зараз ми бачимо її такою, якою вона була 13,4 млрд. років тому.

Галактика GN-z11, показана на вставці, видно в минулому на 13,4 млрд років, всього через 400 млн років після Великого вибуху, коли вік Всесвіту становив лише 3% від нинішнього віку. Враховуючи розширення Всесвіту, зараз насправді він знаходиться в 32 млрд світлових років від нас (Фото: NASA, ESA, P. Oesch (Yale University))

• Підтвердив існування на супутнику Юпітера Ганімеді величезного підземного океану під 150-кілометровою товщею льоду. На підставі цього відкриття астрономи внесли найбільшого супутника у Сонячній системі до списку можливих кандидатів на пошук життєвих форм.
• Виявив водяну пару на екзопланеті K2-18b з населеної зони, а також першу підтверджену міжзоряну комету 2I/Borisov.

13 червня 2021 року комп'ютер, який відповідає за наукове обладнання «Хаббла», перестав реагувати на команди із Землі. Усунути поломку інженерно-науковій групі, яка обслуговує телескоп, вдалося лише до 16 липня 2021 року.

У орбітального «Хаббла» є два облікові записи в Twitter — Hubble NASA і Hubble ESA, два офіційні YouTube канали — NASA і ESA, а також облікові записи в Instagram і Facebook (належать компанії Meta, з 21 березня 2022 року рішенням суду організація визнана в Росії екстремістською та заборонена).

Зображення та дані, отримані з космічного телескопа «Хаббл», показують галактики такими, якими були мільярди років тому.

Космічна рентгенівська обсерваторія «Чандра»

Обсерваторія «Чандра» - це телескоп, спеціально розроблений для виявлення рентгенівського випромінювання з дуже гарячих районів Всесвіту, таких як зірки, що вибухнули, скупчення галактик і матерія навколо чорних дір. Обсерваторія отримала своє ім'я на честь одного з найбільших астрофізиків XX століття Субрахманьяна Чандрасекара, відомого своїми роботами про білих карликів. Входить до Великих обсерваторій NASA.

Запуск відбувся 23 липня 1999 року. Передбачалося, що телескоп прослужить п'ять років. У результаті «Чандра» стала найтривалішою астрономічною місією без обслуговуючих експедицій.

На рахунку «Чандри» тисячі відбитих космічних об'єктів та явищ, які допомогли вченим краще зрозуміти устрій нашого Всесвіту та процеси, що відбуваються в ньому. Телескоп показує залишки зірок, що вибухнули, виявляє чорні дірки по всьому Всесвіту, відстежує відділення темної матерії при зіткненні галактик і багато іншого.

Чим відома «Чандра»

• Зроблений «Чандрою» перший знімок залишку наднової Кассіопеї A показав астрономам загадкове джерело в центрі, яке може бути нейтронною зіркою, що швидко обертається, або чорною діркою.

• У Крабовидної туманності вдалося розрізнити ударні хвилі навколо центрального пульсара, непомітні іншим телескопам.
• За допомогою рентгенівської обсерваторії "Чандра" вчені уточнили постійну Хаббла - число, що визначає швидкість розширення Всесвіту.
• При зіткненні надскупчень галактик було отримано докази існування темної матерії.
• Завдяки даним з телескопа вчені спостерігали найбільший з колись виявлених рентгенівських спалахів надмасивної чорної діри в центрі галактики Чумацький Шлях.

Надмасивна чорна діра Стрілець A* розташована у центрі нашої галактики. За оцінками вчених, її маса приблизно в 4,5 млн разів більша за масу нашого Сонця (Фото: NASA)

• Знімки, що показують сильно спотворений залишок наднової, названий W49B, дозволили вченим припустити присутність у ньому останньої чорної діри, що утворилася в галактиці Чумацький Шлях.
• У галактиці M82 виявлено новий тип чорних дірок.

Слідкувати за життям «Чандри» можна у Twitter, на YouTube-каналі, а також у Instagram та Facebook.