12 ikonických obrázků z Hubbleova kosmického dalekohledu

Ve svých letech na oběžné dráze Hubbleův vesmírný dalekohled ukázal nádherné vesmírné zázraky, od pohledů planet v naší vlastní sluneční soustavě na vzdálené planety, hvězdy a galaxie, jak jen to může dalekohled detekovat. Vědci nepřetržitě používají tuto oběžnou observatoř k pohledu na objekty v rozsahu od sluneční soustavy až po hranice pozorovacího vesmíru.

Klíčové cesty: Hubbleův kosmický dalekohled

Průzkum naší sluneční soustavy s Hubbleův kosmický dalekohled nabízí astronomům šanci získat jasné a ostré obrazy vzdálených světů a sledovat, jak se časem mění. Observatoř například pořídila mnoho snímků

Když obíhají kolem Slunce, čas od času se objevují komety. Hubble se často používá k pořizování snímků a dat těchto ledových objektů a mraků částic a prachu, které odtékají za nimi.

Tato kometa (nazývaná Kometová jímka na jaře, po hvězdárně, která byla použita k jejímu objevení) má oběžnou dráhu, která ji vezme kolem Marsu, než se přiblíží ke Slunci. Hubble byl používán k tomu, aby z komety vylítil obrázky trysek, které se během jeho blízkého přístupu k naší hvězdě zahřívaly.

Hubbleův kosmický dalekohled oslavil 24 let úspěchu v dubnu 2014 infračerveným obrazem hvězdné školky, která leží asi 6 400 světelných let daleko. Mrak plynu a prachu v obraze je součástí většího mraku (mlhovina) přezdívaná Mlhovina Opičí hlava (astronomové ji uvádějí jako NGC 2174 nebo Sharpless Sh2-252).

Masivní novorozené hvězdy (napravo) se rozsvítí a odstřelí na mlhovině. To způsobuje, že plyny žhnou a prach vyzařuje teplo, které je viditelné pro Hubbleovy infračervené senzitivní přístroje.

Studuji oblasti narození hvězd jako tento a další dává astronomům lepší představu o tom, jak se hvězdy a jejich rodiště časem vyvíjejí. V Mléčné dráze a dalších galaxiích viděných dalekohledem je mnoho mraků plynu a prachu. Porozumění procesům, které se odehrávají ve všech z nich, pomáhá vytvářet užitečné modely, které lze použít k porozumění takovýchto mraků ve vesmíru. Proces zrození hvězdy je ten, který až do vybudování pokročilých observatoří, jako je Hubbleův kosmický dalekohled, Kosmický dalekohled Spitzer, a novou sbírku pozemních observatoří, o nichž vědci věděli jen málo. Dnes se dívají do hvězdných porodnic po celé galaxii Mléčná dráha a dále.

Hubble často hleděl na Mlhovina Orion mnohokrát. Tento obrovský cloudový komplex, který leží asi 1500 světelných let daleko, je mezi hvězdnými hvězdami oblíbený. Je to viditelné pouhým okem za dobrých podmínek na tmavé obloze a snadno viditelné dalekohledem nebo dalekohledem.

Centrální oblast mlhoviny je turbulentní hvězdná školka, ve které sídlí 3000 hvězd různých velikostí a stáří. Hubble také se na to podíval infračervené světlo, která odkryla mnoho hvězd, které nikdy předtím nebyly vidět, protože byly skryty v oblacích plynu a prachu.

Celá historie formace hvězd Orionu je v tomto jednom zorném poli: oblouky, kuličky, sloupy a prstence prachu, které připomínají doutníkový kouř, všechny vyprávějí část příběhu. Hvězdné větry mladých hvězd se srazí s okolní mlhovinou. Některé malé mraky jsou hvězdy s planetárními systémy kolem nich. Horké mladé hvězdy jsou ionizující (povzbuzující) mraky s jejich ultrafialovým světlem a jejich hvězdné větry odfoukávají prach pryč. Některé z cloudových sloupů v mlhovině mohou skrývat protostars a další mladé hvězdné objekty. Jsou zde také desítky hnědých trpaslíků. Jsou to objekty příliš horké na to, aby byly planetami, ale příliš chladné, než aby byly hvězdami.

Astronomové mají podezření, že naše Slunce se narodilo v oblaku plynu a prachu podobného tomuto asi před 4,5 miliardami let. Takže v jistém smyslu, když se podíváme na mlhovinu Orion, díváme se na dětské obrázky naší hvězdy.

V roce 1995 Hubbleův kosmický dalekohled vědci uvolnili jeden z nejpopulárnějších obrázků, které kdy observatoř vytvořila. "Pilíře stvoření„zaujaly představy lidí, protože poskytovaly detailní pohled na fascinující rysy v oblasti narození hvězd.

Tato děsivá, tmavá struktura je jedním z pilířů na obrázku. Je to sloupec chladného molekulárního vodíku (dva atomy vodíku v každé molekule) smíchaný s prachem, oblast, kterou astronomové považují za pravděpodobné místo pro vznik hvězd. Uvnitř prstů podobných výčnělků se rozprostírají nově vznikající hvězdy, které sahají od vrcholu mlhoviny. Každý „koneček prstu“ je o něco větší než náš vlastní sluneční systém.

Tento sloupek pomalu ničí pod ničivým účinkem ultrafialové světlo. Jak to mizí, objevují se malé kuličky zvláště hustého plynu zabudovaného do cloudu. Jedná se o „EGG“ - zkratka „Vypařující se plynné kuličky“. Uvnitř alespoň některých EGG tvoří embryonální hvězdy. Tito mohou nebo nemusí jít do plnohodnotných hvězd. Je to proto, že EGG přestanou růst, pokud je mrak pohlcen okolními hvězdami. To tlumí dodávku plynu, kterou novorozenci potřebují růst.

Některé protostars rostou natolik masivně, aby zahájily proces spalování vodíku, který pohání hvězdy. Tyto hvězdné EGGS se nacházejí dostatečně dobře v „Orlí mlhovina“(také volal M16), blízký hvězdotvorný region, který leží asi 6 500 světelných let v souhvězdí Serpens.

Prstencová mlhovina je mezi amatérskými astronomy dlouhodobým favoritem. Ale když Hubbleův kosmický dalekohled podíval se na tento rozšiřující se oblak plynu a prachu od umírající hvězdy, poskytl nám zcela nový 3D pohled. Protože tohle planetární mlhovina je nakloněn směrem k Zemi, Hubbleovy snímky nám umožňují zobrazit ho přímo. Modrá struktura v obraze pochází ze žhnoucího světla plynný helium, a modro-ish bílá tečka ve středu je umírající hvězda, která zahřívá plyn a dělá to zářící. Prstencová mlhovina byla původně několikrát hmotnější než Slunce a její smrtelné krky jsou velmi podobné čím naše Slunce projde začíná za několik miliard let.

Daleko ven jsou tmavé uzly hustého plynu a prachu, které se vytvářejí při expanzi horkého plynu tlačeného do chladného plynu, který byl předtím vypuštěn doomed star. Když hvězda právě začala proces smrti, byly vypuzeny nejvzdálenější vroubky plynu. Všechen tento plyn byl vyhnán centrální hvězdou asi před 4 000 lety.

Mlhovina se rozšiřuje rychlostí více než 43 000 mil za hodinu, ale Hubbleova data ukázala, že centrum se pohybuje rychleji než rozšíření hlavního prstence. Prstencová mlhovina se bude dále rozšiřovat o dalších 10 000 let, což je krátká fáze životnost hvězdy. Mlhovina bude slabší a slabší, dokud se nerozptýlí do mezihvězdného média.

Když Hubbleův kosmický dalekohled vrátil tento obrázek planetární mlhovina NGC 6543, známá také jako Mlhovina kočičí oko, si mnoho lidí všimlo, že z filmů Pána prstenů vypadalo děsivě jako „Sauronovo oko“. Stejně jako Sauron je Mlhovina kočičí oko složitá. Astronomové vědí, že je to poslední lapání po smrti umírající hvězdy podobné našemu Slunci vypudil svou vnější atmosféru a zvětšil se na červeného obra. To, co zbylo z hvězdy, se zmenšilo na bílý trpaslík, který zůstal za osvětlením okolních mraků.

Tento obrázek Hubbleova tělesa ukazuje 11 soustředných prstenců materiálu, náboje plynu vyfukující z hvězdy. Každá z nich je ve skutečnosti sférická bublina, která je viditelná čelem.

Každých zhruba 1 500 let vypustila Mlhovina Kočičí oko velké množství materiálu a vytvořila prstence, které spolu zapadají jako hnízdící panenky. Astronomové mají několik představ o tom, co se stalo s těmito „pulzacemi“. Cykly magnetické aktivity poněkud podobné Slunci cyklus slunečních skvrn mohl je vypustit, nebo by akce jedné nebo více společenských hvězd obíhajících kolem umírající hvězdy mohla vzbudit věci. Některé alternativní teorie zahrnují, že samotná hvězda pulzuje nebo že materiál byl vyhazován hladce, ale když se pohybovali pryč, něco způsobovalo vlny v oblacích plynu a prachu.

Ačkoli Hubble pozoroval tento fascinující objekt několikrát, aby zachytil časovou sekvenci pohybu v mraky, bude to trvat mnohem více pozorování, než astronomové úplně pochopí, co se děje v kočičím oku Mlhovina.

Hvězdy cestují vesmírem v mnoha konfiguracích. Slunce se pohybuje přes Galaxie Mléčná dráha jako samotář. Nejbližší hvězdný systém, Alpha Centauri Systém má tři hvězdy: Alpha Centauri AB (což je binární dvojice) a Proxima Centauri, samotář, který je nám nejblíže. Leží 4,1 světelných let. Ostatní hvězdy žijí v otevřených klastrech nebo pohybujících se asociacích. V globulárních uskupeních existují ještě další, obří sbírky tisíců hvězd se shlukly do malé oblasti vesmíru.

Toto je Hubbleův kosmický dalekohled pohled na srdce kulovitého shluku M13. Leží asi 25 000 světelných let a celý cluster má více než 100 000 hvězd zabalených do oblasti 150 světelných let. Astronomové použili Hubble k nahlédnutí do centrální oblasti této kupy, aby se dozvěděli více o druzích hvězd, které tam existují, a o tom, jak spolu vzájemně reagují. Za těchto přeplněných podmínek se některé hvězdy do sebe bouchnou. Výsledkem je hvězda „modrého nosítka“. Existují také velmi načervenale vyhlížející hvězdy, což jsou starověcí červení obři. Modrobílé hvězdy jsou horké a masivní.

Astronomové se zvláště zajímají o studium globulárních hvězd, jako je Alpha Centauri, protože obsahují některé z nejstarších hvězd ve vesmíru. Mnoho z nich se formovalo mnohem dříve, než Galaxie Mléčná dráha udělala, a může nám říct více o historii galaxie.

Hvězdokupa Plejád, často známá jako „Sedm sester“, „Matka Slepice a její mláďata“ nebo „Sedm velbloudů“, je jedním z nejpopulárnějších hvězdářských objektů na obloze. Pozorovatelé mohou tento malý otevřený shluk spatřit pouhým okem nebo velmi snadno dalekohledem.

Ve shluku je více než tisíc hvězd a většina z nich je relativně mladá (stará asi 100 milionů let) a mnoho z nich je několikrát hmota Slunce. Pro srovnání, naše Slunce je staré asi 4,5 miliardy let a má průměrnou hmotnost.

Astronomové se domnívají, že se Plejády vytvořily v oblaku plynu a prachu podobného Mlhovina Orion. Klastr bude pravděpodobně existovat dalších 250 milionů let, než se jeho hvězdy začnou pohybovat po cestě galaxií.

Hubbleův kosmický dalekohled pozorování Plejád pomohlo vyřešit záhadu, která vědcům hádala téměř deset let: jak daleko je tento shluk? První astronomové, kteří studovali klastr, odhadli, že to bylo asi 400-500 světelné roky pryč. V roce 1997 však družice Hipparcos změřila svou vzdálenost asi 385 světelných let. Další měření a výpočty daly různé vzdálenosti, a tak astronomové použili Hubble k vyřešení otázky. Jeho měření ukázala, že klastr je velmi pravděpodobně vzdálený asi 440 světelných let. Toto je důležitá vzdálenost pro přesné měření, protože astronomům může pomoci vytvořit žebřík vzdálenosti pomocí měření na blízké objekty.

Dalším oblíbeným hvězdářem je Krabí mlhovina není viditelné pouhým okem a vyžaduje kvalitní dalekohled. Na této Hubbleově fotografii vidíme pozůstatky masivní hvězdy, která se vyhodila do vzduchu při výbuchu supernovy, který byl poprvé spatřen na Zemi v roce 1054 A.D. Několik lidí si všimlo zjevení na naší obloze - Číňané, Domorodí Američané a Japonci, ale je pozoruhodně málo dalších záznamů o to.

Krabí mlhovina leží asi 6 500 světelné roky ze Země. Hvězda, která vyhodila do vzduchu a vytvořila ji, byla mnohokrát hmotnější než Slunce. To, co zbylo, je rozšiřující se oblak plynu a prachu a neutronová hvězda, což je drcené, velmi husté jádro bývalé hvězdy.

Barvy v tomto Hubbleův kosmický dalekohled obrázek Krabské mlhoviny ukazuje různé prvky, které byly během exploze vyloučeny. Modrá ve vláknech ve vnější části mlhoviny představuje neutrální kyslík, zelená je jedinečně ionizovaná síra a červená označuje dvojitě ionizovaný kyslík.

Oranžová vlákna jsou potrhané zbytky hvězdy a sestávají převážně z vodíku. Rychle se točící neutronová hvězda zabudovaná do středu mlhoviny je dynamem pohánějícím děsivý vnitřní nádech modři. Modré světlo pochází z elektronů vířících téměř rychlostí světla kolem magnetických siločar od neutronové hvězdy. Podobně jako maják i neutronová hvězda vypouští dvojité paprsky záření, které se díky rotaci neutronové hvězdy vyzařují třikrát za sekundu.

Někdy vypadá obraz objektu jako kus abstraktního umění. To je případ tohoto pohledu na zbytek supernovy s názvem N 63A. Leží v Velký Magellanův mrak, což je sousední galaxie s Mléčnou dráhou a leží asi 160 000 světelných let.

Tento zbytek supernovy spočívá v oblasti tvořící hvězdy a hvězda, která vyhodila do vzduchu, aby vytvořila tuto abstraktní nebeskou vizi, byla nesmírně masivní. Takové hvězdy procházejí svým jaderným palivem velmi rychle a explodují jako supernovy několik desítek nebo stovek milionů let poté, co se utvoří. Toto bylo 50krát větší množství Slunce a po celou krátkou životnost jeho silný hvězdný vítr foukal do vesmíru a vytvářel „bublinu“ v mezihvězdném plynu a prachu obklopujícím hvězdu.

Nakonec se rozšiřující, rychle se pohybující rázové vlny a trosky z této supernovy střetnou s blízkým oblakem plynu a prachu. Když se to stane, mohlo by to velmi dobře spustit nové kolo formace hvězd a planet v cloudu.

Astronomové použili Hubbleův kosmický dalekohled studovat tento zbytek supernovy pomocí Rentgenové dalekohledy a radioteleskopy pro mapování expandujících plynů a bublin plynu obklopujících místo výbuchu.

Jeden z Hubbleův kosmický dalekohled 'Úkolem je poskytovat obrázky a data o vzdálených objektech ve vesmíru. To znamená, že poslala zpět data, která tvoří základ mnoha nádherných obrazů galaxií. Tato masivní hvězdná města leží většinou ve velké vzdálenosti od nás.

Zdá se, že tyto tři galaxie, zvané Arp 274, se částečně překrývají, i když ve skutečnosti mohou být v poněkud odlišných vzdálenostech. Dva z nich jsou spirální galaxie, a třetí (zcela vlevo) má velmi kompaktní strukturu, ale zdá se, že má oblasti, kde se formují hvězdy (modré a červené oblasti) a co vypadá jako zbytkové spirálové paže.

Tyto tři galaxie leží od nás asi 400 miliónů světelných let v klastru galaxií zvaném Virgo Cluster, kde dvě spirály vytvářejí nové hvězdy v jejich spirálových ramenech (modré uzly). Zdá se, že galaxie uprostřed má ve své centrální oblasti tyč.

Galaxie jsou rozptýleny po celém vesmíru ve shlucích a superklastrech a astronomové našli nejvzdálenější vzdálené více než 13,1 miliardy světelných let. Vypadají nám, jako by vypadali, když byl vesmír velmi mladý.

Jedním z nejúžasnějších objevů Hubbleu bylo, že vesmír se skládá galaxie pokud vidíme. Různé galaxie sahají od známých spirálních tvarů (jako je naše Mléčná dráha) po nepravidelně tvarovaná mračna světla (jako Magellanova mračna). Seřadili se do větších struktur, jako jsou klastry a superklastory.

Většina galaxií na tomto snímku HST leží asi 5 miliard světelných let daleko, ale některé z nich jsou mnohem dále a zobrazují doby, kdy byl vesmír mnohem mladší. Hubbleův průřez vesmírem také obsahuje zkreslené obrazy galaxií ve velmi vzdáleném pozadí.

Obraz vypadá zkresleně díky procesu zvanému gravitační čočka, což je nesmírně cenná metoda v astronomii pro studium velmi vzdálených objektů. Tato čočka je způsobena ohýbáním časoprostorového kontinua masivními galaxiemi ležícími blízko naší zorné čáry na vzdálenější objekty. Světlo procházející gravitační čočkou ze vzdálenějších objektů je „ohnuté“, což vytváří zkreslený obraz objektů. Astronomové mohou shromažďovat cenné informace o těch vzdálenějších galaxiích, aby se dozvěděli o podmínkách dříve ve vesmíru.

Jeden ze zde viditelných systémů čoček se jeví jako malá smyčka ve středu obrazu. Má dvě galaxie v popředí, které zkreslují a zesilují světlo vzdáleného kvasaru. Světlo z tohoto jasného disku hmoty, který v současné době upadá do černé díry, nám trvalo devět miliard let - dvě třetiny věku vesmíru.

• Garner, Rob. "Hubbleova věda a objevy." NASA, NASA, 14. září. 2017, www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-discoveries.
• "Domov." STScI, www.stsci.edu/.
• "HubbleSite - mimo řádný... z tohoto světa." HubbleSite - The Telescope - Essentials Hubble - O Edwin Hubble, hubblesite.org/.