12 ikoniske billeder fra Hubble-rumteleskopet

Hubble Space Telescope har i sine år på kredsløb vist verdens smukke kosmiske vidundere, lige fra udsigter af planeterne i vores eget solsystem til fjerne planeter, stjerner og galakser så langt som teleskopet kan opdage. Forskere bruger kontinuerligt dette kredsende observatorium til at se på objekter, der spænder i afstand fra solsystemet ud til observatoriets univers.

Key Takeaways: Hubble Space Telescope

Udforskningen af ​​vores solsystem med Hubble-rumteleskop giver astronomer en chance for at få klare, skarpe billeder af fjerne verdener og se dem ændre sig over tid. For eksempel har observatoriet taget mange billeder af

Fra tid til anden viser kometer sig, når de kredser om solen. Hubble bruges ofte til at tage billeder og data om disse iskolde genstande og skyerne af partikler og støv, der strømmer ud bag dem.

Denne komet (kaldet Comet Siding Spring, efter observatoriet, der blev brugt til at opdage den) har en bane, der fører den forbi Mars, før den kommer tæt på Solen. Hubble blev brugt til at få billeder af jetfly, der spirer ud fra kometen, da den varmet op under sin tætte tilgang til vores stjerne.

Hubble-rumteleskop fejrede 24 års succes i april 2014 med et infrarødt billede af en børnehave med stjerne-fødsler, der ligger omkring 6.400 lysår væk. Skyen med gas og støv på billedet er en del af en større sky (stjernetåge) kaldet abenhovedtågen (astronomer angiver det som NGC 2174 eller Sharpless Sh2-252).

Massive nyfødte stjerner (til højre) lyser op og sprænger væk ved tågen. Dette får gasserne til at gløde, og støvet udstråler varme, hvilket er synligt for Hubbles infrarøde følsomme instrumenter.

studere stjernefødselsregioner som denne giver andre astronomer en bedre idé om, hvordan stjerner og deres fødesteder udvikler sig over tid. Der er mange skyer af gas og støv i Mælkevejen og andre galakser set af teleskopet. At forstå de processer, der finder sted i dem alle, hjælper med at producere nyttige modeller, der kan bruges til at forstå sådanne skyer i hele universet. Processen med stjernefødsel er en sådan, indtil opførelsen af ​​avancerede observatorier såsom Hubble-rumteleskop, det Spitzer-rumteleskop, og en ny samling jordbaserede observatorier, videnskabsfolk vidste kun lidt om. I dag kigger de ind i stjernefødselscentre i Melkevejsgalaksen og ud over det.

Hubble har kigget ofte på Orion Nebula mange gange. Dette enorme skykompleks, der ligger omkring 1.500 lysår væk, er en anden favorit blandt stargazers. Det er synligt for det blotte øje under gode, mørke himmelforhold og er let synligt gennem kikkert eller et teleskop.

Nebulens centrale region er en turbulent stjernebarnehave, der er hjemsted for 3.000 stjerner i forskellige størrelser og aldre. Hubble kiggede også på det i infrarødt lys, som afslørede mange stjerner, der aldrig var blevet set før, fordi de var skjult i skyer af gas og støv.

Hele stjernedannelseshistorien for Orion er i dette ene synsfelt: buer, klatter, søjler og ringe af støv, der ligner cigaretrøg, alle fortæller en del af historien. Stjernevind fra unge stjerner kolliderer med den omgivende tåge. Nogle små skyer er stjerner med planetariske systemer, der dannes omkring dem. De varme unge stjerner er ioniserende (aktiverer) skyerne med deres ultraviolette lys, og deres stjernevind blæser støvet væk. Nogle af skyens søjler i tågen kan muligvis skjule protostarer og andre unge stjerneobjekter. Der er også snesevis af brune dværge her. Dette er genstande, der er for varme til at være planeter, men for cool til at være stjerner.

Astronomer har mistanke om, at vores sol blev født i en sky af gas og støv svarende til denne for omkring 4,5 milliarder år siden. Så når vi ser på Orion-tågen, ser vi på en stjernes babybilleder.

I 1995 Hubble-rumteleskop forskere frigav et af de mest populære billeder, der nogensinde er skabt med observatoriet. Det "Skabelsøjler"fangede folks fantasi, da det gav et nærbillede af fascinerende træk i en stjernefødselsregion.

Denne uhyggelige, mørke struktur er en af ​​søjlerne på billedet. Det er en søjle med kølig molekylær brintgas (to atomer brint i hvert molekyle) blandet med støv, et område, som astronomer betragter som et sandsynligt sted at danne stjerner. Der er nydannende stjerner indlejret i fingerlignende fremspring, der strækker sig fra toppen af ​​tågen. Hver "fingerspids" er noget større end vores eget solsystem.

Denne søjle eroderer langsomt under den destruktive virkning af ultraviolet lys. Når den forsvinder, afdækkes små kugler med særlig tæt gas, der er indlejret i skyen. Disse er "EGG'er" - forkortelse med "Fordampende gasformige kugler." Dannelse i mindst nogle af EGG'erne er embryonale stjerner. Disse fortsætter måske ikke med at blive fuldgyldige stjerner. Det skyldes, at EGG'erne holder op med at vokse, hvis skyen spises væk af de nærliggende stjerner. Det kvæler forsyningen med gas, de nyfødte har brug for for at vokse.

Nogle protostarer vokser massivt nok til at starte brintforbrændingsprocessen, der styrker stjerner. Disse stjernede EGGS findes passende nok i "Eagle Nebula"(også kaldet M16), et nærliggende stjernedannende område, der ligger omkring 6.500 lysår væk i stjernebilledet Serpens.

Ringtågen er en længe favorit blandt amatørastronomer. Men når Hubble-rumteleskop kiggede på denne ekspanderende sky af gas og støv fra en døende stjerne, det gav os en splinterny 3D-visning. Fordi dette planetarisk tåge er vippet mod Jorden, Hubble-billederne tillader os at se det head-on. Den blå struktur i billedet stammer fra et lys af glødende heliumgas, og den blå-hvide prik i midten er den døende stjerne, der varmer op gassen og får den til at gløde. Ringtåben var oprindeligt flere gange mere massiv end Solen, og dens dødsfald er meget lig hvad vores sol vil gå igennem begynder om et par milliarder år.

Længere ude er mørke knuder med tæt gas og noget støv, der dannes, når man udvider varm gas, der skubbes ind i kølig gas, der tidligere blev sprøjtet ud af den dødsdømte stjerne. De yderste kammuslinger af gas blev skubbet ud, da stjernen lige var begyndt på døden. Al denne gas blev udvist af den centrale stjerne for ca. 4.000 år siden.

Nebelen udvides med mere end 43.000 miles i timen, men Hubble-data viste, at centrum bevæger sig hurtigere end udvidelsen af ​​hovedringen. Ringtågen vil fortsætte med at udvide i yderligere 10.000 år, en kort fase i stjernens levetid. Nebelen bliver svagere og svagere, indtil den spreder sig i det interstellare medium.

Hvornår Hubble-rumteleskop returnerede dette billede af planetarisk tåge NGC 6543, også kendt som Cat's Eye Nebula, bemærkede mange mennesker, at det lignede uhyggeligt som "Eye of Sauron" fra Lord of the Rings-filmene. Ligesom Sauron er katteøjetågen kompleks. Astronomer ved, at det er den sidste gisp af en døende stjerne svarende til vores sol, der har kastede sin ydre atmosfære ud og svulmede op for at blive en rød kæmpe. Det, der var tilbage af stjernen, krympet for at blive en hvid dværg, der forbliver bag ved at oplyse de omgivende skyer.

Dette Hubble-billede viser 11 koncentriske ringe af materiale, gasskaller, der blæser væk fra stjernen. Hver enkelt er faktisk en sfærisk boble, der er synlig head-on.

Hvert 1.500 år kastede Cat's Eye Nebula en masse materiale ud og dannede de ringe, der passer sammen som hekkende dukker. Astronomer har adskillige ideer om, hvad der skete for at forårsage disse "pulsationer". Cykler med magnetisk aktivitet, der svarer til solens solflekkecyklus kunne have afskrækket dem, eller handlingen fra en eller flere ledsagende stjerner, der kredsede rundt om den døende stjerne, kunne have rørt tingene op. Nogle alternative teorier inkluderer, at selve stjernen pulserer, eller at materialet blev sprøjtet glat ud, men noget forårsagede bølger i gas- og støvskyen, da de rykkede væk.

Selvom Hubble har observeret dette fascinerende objekt flere gange for at fange en tidssekvens af bevægelse i skyer, vil det tage mange flere observationer, før astronomer helt forstår, hvad der sker i Katteøjet Nebula.

Stjerner rejser universet i mange konfigurationer. Solen bevæger sig gennem Milky Way Galaxy som en ensom. Det nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri system, har tre stjerner: Alpha Centauri AB (som er et binært par) og Proxima Centauri, en ensomhed, der er den tætteste stjerne for os. Den ligger 4,1 lysår væk. Andre stjerner bor i åbne klynger eller bevægende foreninger. Endnu andre findes i kugleformede klynger, kæmpesamlinger af tusinder af stjerner samles ind i et lille rumområde.

Dette er en Hubble-rumteleskop udsigt til hjertet af den kugleformede klynge M13. Det ligger omkring 25.000 lysår væk, og hele klyngen har mere end 100.000 stjerner pakket i en region, der er 150 lysår på tværs. Astronomer brugte Hubble til at se på den centrale region i denne klynge for at lære mere om de typer af stjerner, der findes der, og hvordan de interagerer med hinanden. Under disse overfyldte forhold smækker nogle stjerner ind i hinanden. Resultatet er en "blå straggler" -stjerne. Der er også meget rødligt udseende stjerner, som er gamle røde giganter. De blå-hvide stjerner er varme og massive.

Astronomer er især interesseret i at studere globularer som Alpha Centauri, fordi de indeholder nogle af de ældste stjerner i universet. Mange dannede sig godt før Melkevejsgalaksen gjorde det, og kan fortælle os mere om galaksehistorien.

Pleiades-stjerneklyngen, ofte kendt som "syv søstre", "moderen høne og hendes kyllinger", eller "de syv kameler" er et af de mest populære stjernekigende objekter på himlen. Observatører kan se denne smukke lille åbne klynge med det blotte øje eller meget let gennem et teleskop.

Der er mere end tusind stjerner i klyngen, og de fleste er relativt unge (ca. 100 millioner år gamle), og mange er flere gange solens masse. Til sammenligning er vores sol ca. 4,5 milliarder år gammel og har en gennemsnitlig masse.

Astronomer tror, ​​at Pleiaderne dannede sig i en sky af gas og støv svarende til Orion Nebula. Klyngen vil sandsynligvis eksistere i yderligere 250 millioner år, før dens stjerner begynder at vandre fra hinanden, når de rejser gennem galaksen.

Hubble-rumteleskop observation af Pleiaderne hjalp med at løse et mysterium, der holdt forskere gætte i næsten et årti: hvor langt væk er denne klynge? De tidligste astronomer til at studere klyngen anslåede, at den var omkring 400-500 lysår væk. Men i 1997 målte Hipparcos-satellitten sin afstand på ca. 385 lysår. Andre målinger og beregninger gav forskellige afstande, og astronomer brugte derfor Hubble til at løse problemet. Dens målinger viste, at klyngen meget sandsynligt er omkring 440 lysår væk. Dette er en vigtig afstand til at måle nøjagtigt, fordi det kan hjælpe astronomer med at bygge en "afstandstige" ved hjælp af målinger til nærliggende objekter.

En anden stirrende favorit, the Krabbe Nebula er ikke synligt med det blotte øje og kræver et teleskop af god kvalitet. Hvad vi ser på dette Hubble-fotografi er resterne af en massiv stjerne, der sprængt sig selv i en supernovaeksplosion, der først blev set på Jorden i året 1054 A.D. Et par mennesker noterede sig tilsynekomsten i vores himmel - kineserne, indianere og japanerne, men der er bemærkelsesværdigt få andre optegnelser over det.

Crab Nebula ligger omkring 6.500 lysår fra Jorden. Stjernen, der sprængte og skabte den, var mange gange mere massiv end Solen. Hvad der er tilbage, er en ekspanderende sky af gas og støv og en neutronstjerne, som er den knuste, ekstremt tætte kerne i den tidligere stjerne.

Farverne i dette Hubble-rumteleskop billede af Crab Nebula viser de forskellige elementer, der blev udvist under eksplosionen. Blåt i filamenterne i den ydre del af tågen repræsenterer neutralt ilt, grønt er enkeltvis ioniseret svovl, og rødt angiver dobbelt-ioniseret ilt.

De orange filamenter er de triste rester af stjernen og består for det meste af brint. Den hurtigt roterende neutronstjerne indlejret i midten af ​​tågen er dynamoen, der driver nebulens uhyggelige indre blålig glød. Det blå lys kommer fra elektroner, der hvirvler med næsten lysets hastighed omkring magnetfeltlinjer fra neutronstjernen. Ligesom et fyrtårn udsætter neutronstjernen dobbeltstråler, der ser ud til at pulsere 30 gange i sekundet på grund af neutronstjernens rotation.

Nogle gange ligner etHubble-billede af et objekt et stykke abstrakt kunst. Det er tilfældet med dette syn på en supernova-rest, kaldet N 63A. Det ligger i Stor magellansk sky, som er en nærliggende galakse til Mælkevejen og ligger omkring 160.000 lysår væk.

Denne supernova-rest ligger i et stjernedannende område, og stjernen, der sprængte for at skabe denne abstrakte himmelvision, var en enorm massiv. Sådanne stjerner går gennem deres nukleare brændstof meget hurtigt og eksploderer som supernovaer et par titusinder eller hundreder af millioner af år efter, at de er dannet. Denne var 50 gange solens masse, og gennem sin korte levetid blæste dens stærke stjernevind ud til rummet og skabte en "boble" i den interstellære gas og støv, der omgiver stjernen.

Til sidst vil de ekspanderende, hurtigt bevægende stødbølger og affald fra denne supernova kollidere med en nærliggende sky af gas og støv. Når det sker, kan det meget vel udløse en ny runde med dannelse af stjerner og planter i skyen.

Astronomer har brugt Hubble-rumteleskop at studere denne supernova rest ved hjælp af Røntgen-teleskoper og radioteleskoper for at kortlægge de ekspanderende gasser og gasboblen, der omgiver eksplosionsstedet.

En af Hubble rumteleskop 's opgaver er at levere billeder og data om fjerne objekter i universet. Det betyder, at det har sendt data tilbage, der danner grundlaget for mange fantastiske billeder af galakser, de massive stjernebyer ligger stort set i store afstande fra os.

Disse tre galakser, kaldet Arp 274, ser ud til at være delvist overlappende, skønt de i virkeligheden kan være i noget forskellige afstande. To af disse er spiral galakser, og den tredje (helt til venstre) har en meget kompakt struktur, men ser ud til at have regioner, hvor stjerner dannes (de blå og røde områder), og hvad der ligner vestigiale spiralarme.

Disse tre galakser ligger omkring 400 millioner lysår væk fra os i en galakse klynge kaldet Jomfrueklyngen, hvor to spiraler danner nye stjerner gennem deres spiralarme (de blå knuder). Galaksen i midten ser ud til at have en bar gennem sit centrale område.

Galakser er spredt over hele universet i klynger og superklynger, og astronomer har fundet det fjerneste på mere end 13,1 milliarder lysår væk. De ser ud for os, som de ville have set ud, da universet var meget ung.

En af Hubbles mest spændende opdagelser var, at universet består af galakser så vidt vi kan se. Mangfoldigheden af ​​galakser spænder fra de velkendte spiralformer (som vores Mælkevej) til de uregelmæssigt formede lysskyer (som de magellanske skyer). De er opbygget i større strukturer såsom klynger og superklynger.

De fleste af galakserne i dette Hubble-billede ligger omkring 5 milliarder lysår væk, men nogle af dem er meget længere og skildrer tider, hvor universet var meget yngre. Hubbles tværsnit af universet indeholder også forvrængede billeder af galakser i den meget fjerne baggrund.

Billedet ser forvrænget ud på grund af en proces kaldet gravitationslinsering, en ekstrem værdifuld teknik inden for astronomi til at studere meget fjerne objekter. Denne linse skyldes bøjning af rumtidskontinuumet af massive galakser, der ligger tæt på vores synslinie til fjernere objekter. Lys, der bevæger sig gennem en gravitationslinse fra mere fjerne objekter "bøjes", hvilket frembringer et forvrænget billede af objekterne. Astronomer kan indsamle værdifuld information om disse fjernere galakser for at lære om forhold tidligere i universet.

Et af de linsesystemer, der er synlige her, vises som en lille løkke i midten af ​​billedet. Den har to forgrundsgalakser, der forvrænger og forstærker lyset fra en fjern kvasar. Lyset fra denne lyse skive af stof, som i øjeblikket falder ned i et sort hul, har taget ni milliarder år at nå os - to tredjedele af universets alder.

• Garner, Rob. “Hubble Science and Discoveries.” NASA, NASA, 14. september. 2017, www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-discoveries.
• "Hjem." STScI, www.stsci.edu/.
• “HubbleSite - Out of the Ordinary... out of This World.” HubbleSite - Teleskopet - Hubble Essentials - Om Edwin Hubble, hubblesite.org/.