Открытия сделанные с помощью космических телескопов кратко

Обновлено: 05.07.2024

Редакция Naked Science представляет вашему вниманию 10 самых важных открытий, совершенных благодаря этому телескопу.

Источник длинных гамма-всплесков

Точное измерение постоянной Хаббла

Звездные населения

Столкновения небесных тел

Протопланетные диски

Планеты вне Солнечной системы

Черные дыры

Снимки Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field

Темная материя

Темная энергия

Благодаря космическому телескопу мы расширили наши представления, пересмотрели предварительные теории и построили новые, подробнее объясняющие астрономические явления.

1. Столкновение с кометой

По космическим масштабам столкновение кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером было рядовым событием: усеянные кратерами поверхности планет и их спутников показывают, что Солнечная система — настоящий тир. Но в масштабе жизни человека с таким событием можно столкнуться лишь однажды: в среднем комета врезается в планету раз в тысячу лет.

2. Внесолнечные планеты

В 2001 году Американское астрономическое общество обратилось с просьбой к специалистам выбрать наиболее значимое, с их точки зрения, открытие последнего десятилетия. По мнению большинства, им стало обнаружение планет вне Солнечной системы. Сегодня известно около 180 таких объектов. Значительная их часть найдена с помощью наземных телескопов по небольшим колебаниям звезды, вызванным гравитационным воздействием обращающейся вокруг нее планеты. Пока такие наблюдения дают минимум информации: только размер и эллиптичность орбиты планеты, а также нижний предел ее массы.

3. Агония звезд

4. Космическое рождение

5. Галактическая археология

6. Сверхмассивные черные дыры

7. Самые мощные взрывы

Гамма-всплески — короткие вспышки гамма-излучения, длящиеся от нескольких миллисекунд до десятков минут. Их разделяют на два типа в зависимости от их длительности. Границей считаются примерно 2 секунды; в более длительных вспышках образуются менее энергичные фотоны, чем в более коротких. Наблюдения, проведенные Комптоновской гамма-обсерваторией, рентгеновским спутником BeppoSAX и наземными обсерваториями, позволили предположить, что продолжительные вспышки возникают при коллапсе ядер массивных короткоживущих звезд, иными словами, — звезд типа сверхновой. Но почему только малая доля сверхновых дает гамма-всплески?

8. Край Вселенной

Глубокие снимки позволяют также проследить, как изменялась интенсивность звездообразования во Вселенной от эпохи к эпохе. Похоже, что она достигла своего пика примерно 7 млрд лет назад, а затем постепенно ослабла примерно в десять раз. В молодости Вселенной (то есть в возрасте 1 млрд лет) скорость звездообразования уже была велика и составляла 1/3 ее максимального значения.

9. Возраст Вселенной

Наблюдения Эдвина Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Галактики разбегаются друг от друга так, как будто бы пространство Вселенной равномерно растягивается. Постоянная Хаббла (H₀), указывающая современную скорость расширения, позволяет определить возраст Вселенной. Объяснение простое: постоянная Хаббла — это скорость разбегания галактик, поэтому, если пренебречь ускорением и торможением, величина, обратная H₀, дает время, когда все галактики были рядом. Кроме того, значение постоянной Хаббла играет определяющую роль для роста галактик, формирования легких элементов и установления продолжительности фаз космической эволюции. Не удивительно, что точное измерение постоянной Хаббла было с самого начала основной целью одноименного телескопа.

10. Ускоряющаяся Вселенная

Егор Морозов | 8 Марта, 2018 - 16:49

В итоге на орбиту телескоп был выведен только 24 апреля 1990 года. Общий бюджет проекта в итоге вырос до 2.5 млрд долларов, но это позволило оснастить телескоп самым лучшим оборудованием того времени: широкоугольной и планетарной камерами, различными спектрографами и фотометрами, а также датчиками точного наведения.

Расширение вселенной происходит быстрее, чем считалось ранее

Газопылевые диски больше не мешают наблюдать за звездообразованием

Вычисление состава атмосферы экзопланет

На ней изображены свыше трех тысяч галактик всевозможных форм, цветов и размеров, удаленных от нас на многие миллиарды лет. Вдумайтесь только — за это время, пока к нам летел свет от них, они могли исчезнуть или слиться с другими галактиками — а мы все еще видим их такими, какими они были еще, возможно, до появления Солнца и Земли.

Выяснена природа одних из самых ярких космических объектов — квазаров

Впервые квазары наблюдали еще в 1950-ых годах, и тогда их считали очень яркими звездами в нашей галактике Млечный путь. Однако быстро было выяснено, что линии в их спектрах сильно смещены в красную область, что указывает на их сильную удаленность от нас — в миллиарды световых лет. Но на таком расстоянии мы не можем наблюдать отдельные звезды — да что там, далеко не все галактики будут видны, поэтому ученые терялись в догадках, что это за объекты.

Раскрыта настоящая причина странных гамма-всплесков

Изначально гамма-всплески были обнаружены военными спутниками, которые должны были отслеживать ядерные взрывы в атмосфере Земли. Но вместо этого каждый день они обнаруживали мощнейшие всплески гамма-излучения в различных областях космоса, причем за эти несколько секунд высвобождалось больше энергии, чем выработало бы Солнцем за 10 млрд лет. Ученые предположили, что они связаны со взрывами сверхновых, но было непонятно, почему одни взрывы вызывали гамма-всплески, а другие — нет.

Были произведены исследования жизненных циклов различных типов звезд

Звезды средних размеров, до 5 масс Солнца, имеют более интересную судьбу: после прекращений реакций с водородом начинаются реакции с гелием, а в дальнейшем и с кислородом и углеродом. В итоге такая звезда сбрасывает внешние слои атмосферы, образуя планетарную туманность, а сами они становятся в зависимости от массы или белыми карликами (сверхплотными медленно остывающими звездами), или нейтронными звездами (еще более плотными звездами диаметром всего в 20 км, из-за чего они быстро вращаются, излучая в радиодиапазоне), или же черными дырами. Образование последних двух типов звезд происходит с взрывом сверхновой.

Исследование квазаров привело к пониманию механизма образования галактик

После понимания того, что квазары — это активные ядра галактик, представляющие собой сверхмассивные черные дыры, ученые рассчитали их массы (измерения проводились через скорость падения на них вещества, с учетом того, что ничто не может вырваться из черной дыры). И в итоге массы черных дыр оказалась связанными с массами галактик, в которых они находятся, что означает, что они формируются вместе, а не появляются по отдельности.

Экзопланета с самым длинным годом

Если вам кажется, что ваш день рождения приходится слишком долго ждать, скажите спасибо, что не живете на Kepler-421b. Из всех обнаруженных на сегодняшний день экзопланет, Kepler-421b имеет самый длинный год.

Мы находим экзопланету по ее движению перед своим солнцем. Чем дальше экзопланета находится от своей звезды, тем длиннее орбита экзопланеты. Из-за этого экзопланету вроде Kepler-421b обнаружить сложнее с нашим оборудованием, потому что перед своей звездой она проходит относительно нечасто.

Сколько же придется ждать своего дня рождения на Kepler-421b? Порядка 704 дней. Это больше годовой орбиты Марса, которую планета завершает за 687 дней. Kepler-421b также имеет температуру поверхности в -92 градуса по Цельсию, и это еще одна хорошая причина воздержаться от переезда на эту экзопланету.

Компактная Солнечная система

Когда мы представляем себе обычную солнечную систему, мы часто воображаем планеты с огромными расстояниями между ними, как в нашей Солнечной системе. Однако Кеплеру удалось найти солнечную систему, в которой планеты расположены необычайно близко.

В этой системе есть звезда Kepler-11, которая похожа на наше Солнце. Шесть планет вращаются вокруг Kepler-11, каждая из которых больше Земли. Крупнейшая планета похожа по размерам на Нептун, который почти в четыре раза больше Земли.

Самая дальняя от Kepler-11 планета имеет орбиту, которая немногим больше, чем у Меркурия, ближайшей к нашему Солнцу планеты. У пяти других планет орбиты еще меньше, то есть эти огромные планеты ближе к своей звезде, чем любая планета в нашей Солнечной системе к Солнцу.

Каким образом эти планеты умудряются избегать взаимного притяжения? А они и не избегают. Вся система похожа на месиво, где орбита каждой планеты управляется другими и их гравитационным притяжением. Мы пока не можем объяснить, как работает эта хаотическая, но стабильная солнечная система. Но существует она миллионы лет, что говорит о синхронном танце орбит.

Гигантские солнечные вспышки

Пытаясь понять другие звезды, мы часто обращаемся к нашему Солнцу. Поэтому когда космический телескоп Кеплер обнаружил солнечные вспышки других звезд, которые в миллионы раз мощнее тех, что происходят на Солнце, наши ученые сделали выводы.

Однако ученые не смогли обнаружить крупных планет поблизости, чтобы объяснить эти солнечные вспышки, тем самым опровергнув теорию. И хотя мы пока не знаем, почему они происходят, нам также не хотелось бы, чтобы и наше Солнце занималось подобными вещами. Солнечная вспышка такого масштаба могла бы уничтожить всю жизнь на Земле.

Как ни странно, ученые считают, что вследствие таких солнечных вспышек могла появиться органическая жизнь на других планетах. Но это, конечно, еще предстоит проверить охотникам на инопланетян.

Планета и четыре солнца

Суперземля на орбите оранжевого карлика

Когда космический телескоп Кеплера столкнулся с поломками несколько лет назад, многие были убеждены, что его миссия подошла к концу. Тем не менее телескоп вернулся к жизни, доказав свою полезность путем обнаружения совершенно невероятной планеты.

Эта суперземля вращается вокруг оранжевого карлика типа K, который не похож на желтый карлик вроде нашего Солнца. Оранжевые карлики имеют меньше массы и живут в три раза дольше желтых. Поскольку звезда HIP 116454b холоднее нашей, планета вращается вокруг нее так близко, что один год проходит за девять земных дней — это объясняет высокую температуру суперземли.

Качающаяся планета

Kepler-413b — это газовый гигант с массой в 65 земных. Но самый интересный аспект этой планеты не внешность или размер, а угол ее орбиты.

По мере вращения этого газового гиганта вокруг оранжевого карлика и красного карлика (который легче и более стабилен, чем оранжевый), планета покачивается на своей оси, как детский волчок. Ось Kepler-413b меняется на 30 градусов каждые 11 лет. Для сравнения: ось Земли сместилась на 23,5 градуса за 26 000 лет.

Если бы Земля переживала такие же жестокие смещения оси, как Kepler-413b, это производило бы чрезвычайно хаотический эффект на наши времена года. Kepler-413b также вращается слишком близко к своей звезде, чтобы на ее поверхности была жидкая вода, что делает планету непригодной для известной нам жизни.

Общее число планет земных размеров в Млечном Пути

Среди открытий Кеплера не только отдельные планеты или звезды. Иногда астрономы используют его данные, чтобы делать прогнозы о нашей галактике Млечный Путь. Одним из таких предсказаний стала грубая оценка числа планет земных размеров в нашей галактике.

Звезда, уничтожающая небольшую планету

К несчастью для бедной планеты, ее родная звезда стала белым карликом. Умирая, звезды средних размеров вроде нашего Солнца набухают красными гигантами, постепенно теряя внешние слои и заканчивая маленькими горячими ядрами, известными как белые карлики. Звезды покрупнее становятся черными дырами или нейтронными звездами, когда умирают.

Когда такая звезда становится красным гигантом, высок шанс того, что планеты на орбите будут поглощены красным гигантом или отдрейфуют в космос, как холодные, безжизненные тела. Планеты, которые остались, — вроде той, что нашел Кеплер, — столкнутся с тем, что мощная гравитация белого карлика будет вытягивать их материю.

Подобная участь может ожидать нашу планету. Если Земля переживет первоначальную трансформацию, когда Солнце станет красным гигантом, ученые считают, что нашу планету тоже растянет на части белым карликом, которым станет Солнце.

Земля 2.0

Но ничто не мешает сбросить пару килограммов. Kepler-452b вращается вокруг звезды, которая на 20% ярче Солнца, а также находится на том же расстоянии от своей звезды, как Земля от Солнца. Все это делает Kepler-452b больше, горячее, тяжелее, чем Земля — но все еще потенциально обитаемой.

Необычная звезда, рядом с которой чуть не нашли инопланетян

Предлагались и отверглись многие идеи. К примеру, было бы невероятным совпадением, если бы мы увидели временный поток комет. Учитывая, что эта закономерность проявлялась периодами, ученые решили, что на орбите звезды нечто большее. Кто-то предположил, что это мегаздания инопланетян, предназначенные для сбора солнечной энергии.

Читайте также: