צילומי חלל מבריק מצ'נדרה ושפיץ

בעיני האדם, שמי הלילה הם קונפטי של כוכבים. טלסקופים עוצמתיים מראים לנו את כוכבי הלכת המרוחקים והגלקסיות הרחוקות שרשתותיהם העניים לא יכולים לראות. אבל אפילו טלסקופ החלל האבל לא יכול לחשוף את כל מה שיש שם. חפצים רבים - הכוכבים הסחרחרים המכונים גמדים חומים, למשל - קרירים מכדי להפיץ אור גלוי, המייצג רק רסיס זעיר של הספקטרום האלקטרומגנטי. עם זאת הם פולטים אנרגיה בצורה בלתי נראית: אורכי גל ארוכים יותר המכונים קרינת אינפרא אדום. עצמים חמים להפליא, כמו כוכבים מתפוצצים מאסיביים הנקראים סופרנובות, מפטרים חלק ניכר מהאנרגיה שלהם באורכי גל קצרים יותר שאינם נראים לעין: קרני גאמה וצילומי רנטגן.

תוכן קשור

• רחוק
• הידד האחרון של האבל

למרבה המזל, טלסקופים אחרים מעבירים את המשקפיים הללו לתמונות שאנו יכולים להבין. בשנות התשעים ובתחילת שנות האלפיים השיקה נאס"א טלסקופים מבוססי חלל הידועים כמצפה הכוכבים הגדול. הראשון והמפורסם ביותר, האבל, מתמחה באור גלוי. מכשירים ידועים פחות אך חיוניים באותה מידה מתמקדים באורכי גל שונים.

"המטרה הייתה להיות טלסקופ עיקרי בכל חלק מהספקטרום האלקטרומגנטי", אומר ג'ובאני פזיו, אסטרופיזיקאי במרכז האסטרופיזיקה של הרווארד סמיתסוניאן. "כשמסתכלים על היקום באורכי גל שונים אתה מקבל תמונה שונה לחלוטין. כולם חתיכות של פאזל. "

אחרי ההשקה של האבל ב -1990 הגיעה אחריה זו של קומפטון (1991), שצפתה בקרני גמא, צ'נדרה (1999), החוקרת קרני רנטגן, וספיצר (2003), הטלסקופ האינפרא אדום. קומפטון נפל לכדור הארץ בשנת 2000, התפרק באטמוספירה והתזת כמתוכנן באוקיאנוס השקט. (טלסקופ חלל נוסף, פרמי, החליף אותו בשנת 2008.) אבל שפיצר וצ'נדרה עדיין למעלה - בדרך למעלה - ומפעילים, נעולים את סודות היקום ועולים על תקוות האנשים שעזרו ליצור אותם.

תמונות הטלסקופים של כוכבים קורצים וחורים שחורים זרעיים מורכבים מצבעים כוזבים שהמדענים מקצים לאורכי הגל השונים אותם מגלים הטלסקופים. עם זאת, מלבד היותם עמוסי נתונים, התמונות האלה פשוט נפלאות לצפייה. חלקם הם פועמים עם ורוד פלמינגו, אינדיגו וזעפרן, כמעט פסיכדלים - גלקסיה פרחונית נראית נשימה - בעוד שאחרים נזכרים בצורות טבעיות עדינות: קורים עכביש, כפור של חלון חלונות, קלפי עשן. למעטים יש איכות כמעט ספקטרלית, ובמיוחד "יד האלוהים", דיוקנו של צ'נדרה של פולסאר צעיר בו נראות אצבעות כחולות רפאים מלטפות את השמים.

מרבית הטלסקופים הלווייניים, כולל האבל, מעגלים את כדור הארץ, אך שפיצר מסתובב סביב השמש, כשהוא נגרר אחרי כדור הארץ במסלולו. לפיכך, שפיצר לא רק נמנע מאווירת כדור הארץ, אשר תטשטש את נוף הטלסקופ, אלא גם נמנע מחום מכדור הארץ ומהירח. אספקת הליום נוזלית קיררה בתחילה את המכשיר כמעט לאפס מוחלט - או מינוס 459 מעלות פרנהייט, הטמפרטורה הנמוכה ביותר האפשרית - כך שהקרינה של הטלסקופ עצמו לא תבלבל את קריאותיו.

שפיצר מתבונן בחלקים קרירים יותר של היקום. אינפרא אדום קשור לטמפרטורות ממינוס 450 עד פלוס 6, 000 מעלות, ובעוד ש- 6, 000 מעלות עלולות לא להישמע קרות, אסטרונומים רגילים להקליט גופות במיליוני מעלות.

הטלסקופ גילה קרינה מחיקוי-רחוק דמויות יופיטר במסללים צמודים סביב כוכבים אחרים, והוא איתר גמדים חומים, שאם הם מארחים מערכות סולריות מיני-משלהן, כפי שחושבים כמה מדענים, יכולות להוות בסיס בימתי אידיאלי לחיים. שפיצר יכול גם להציץ דרך אבק החנק בזרועותיהם הספירליות של גלקסיות רחוקות כדי לראות היכן נולדים כוכבים. תצפיות אלה יכולות להניב תובנות כיצד התגבשה מערכת השמש שלנו.

הכוח המדהים ביותר של הטלסקופ יכול להיות יכולתו לראות את היקום בחיתוליו. מבט עמוק בחלל זהה להביט לאחור בזמן, מסביר פאזיו, שתכנן חלק מספיצר. עם התפשטות היקום בן ה -13.7 מיליארד שנה, האור הנראה נמתח לאורכי גל אינפרא אדום, תופעה המכונה משמרת אדומה. כשהם מתמקדים באור אינפרא אדום, קיוו מדעני שפיצר בתחילה לראות את היקום כשהיה רק ​​בן שני מיליארד שנה - אבל הם הלכו הרבה יותר רחוק בזמן. "עכשיו הצלחנו להסתכל אחורה על 700 מיליון שנה", אמר פאסיו, או לפני כ -13 מיליארד שנה. מהתצפיות של שפיצר עולה כי גלקסיות כבר החלו להיווצר כאשר היקום היה בן 400 עד 500 מיליון שנה בלבד, הרבה יותר מוקדם מכפי שנמצא תיאוריה.

צ'נדרה, הטלסקופ הרנטגן, עוקב אחר מסלול אליפטי סביב כדור הארץ, טס פי 200 מהאבל. צ'נדרה מתמחה בתופעות אלימות, כמו התלקחויות הירי מכוכבים צעירים ופיצוצים של סופרנובות. "מה שאנחנו אוהבים לדעת זה מה שהתרחש בתוך הכוכב רגע לפני שהוא התפוצץ, מהם פרטי הפיצוץ עצמו, ומה קורה בעקבות הפיצוץ, " אומר הארווי טננבוים, מנהל מצפה הכוכבים סמית'סוניאן האסטרופיזי צ'נדרה X- מרכז ריי.

צ'נדרה בודקת גם עצמים עם שדות כבידה או מגנטיות קיצוניים, כמו כוכבי נויטרונים וחורים שחורים. יש מדענים שמצפים שצ'נדרה תהיה מכריעה במחקר של חומר אפל מוערך מעט ואנרגיה אפלה, כוחות מסתוריים המהווים את רוב החומר ביקום. אבל הטלסקופ חשף גם דברים חדשים על מראות מוכרים יותר: הטבעות של שבתאי, כך מסתבר, נוצצות עם צילומי רנטגן.

לפעמים אסטרונומים מייצרים תמונות באמצעות נתונים משלושת הטלסקופים. בשנת 2009 הניבה השלישייה נוף מרוכב מדהים של ליבת שביל החלב. האבל הראה אינספור כוכבים, שפיצר כבש ענני אבק קורנים וצ'נדרה עקבה אחר פליטת רנטגן מחומרים ליד חור שחור.

טלסקופים לא יכולים להימשך לנצח. שפיצר נגמר לנוזל הקירור בשנה שעברה, אם כי חלקים מסוימים עדיין קרים מספיק כדי לתפקד, והטלסקופ החל להיסחף מכדור הארץ. "יהיה עצוב לראות את זה הולך", אומר פאסיו. "זה היה חלק מרכזי בחיי במשך 25 השנים האחרונות. אבל אנחנו עדיין מכורים את הנתונים ומוצאים דברים חדשים. "בשנת 2015 מתוכנן הווב, טלסקופ אינפרא אדום חדש עם היכולת לאסוף יותר מפי 58 אור כמו שפיצר, במקום בו שפיצר עוזב.

צ'נדרה עדיין מתפקדת היטב, ומדענים מצפים שהמכשיר יחייל עוד עשור לפחות. בסופו של דבר, אולי כמאה שנים מעכשיו, הטלסקופ השחוק ככל הנראה יחליק קרוב מדי לכדור הארץ ויישרף באטמוספירה. אבל יש לנו עוד הרבה תמונות מאירות שאפשר לצפות בהן לפני כן.

אביגיל טאקר הוא סופר הסגל של סמיתסוניאן .

מצפה הרנטגן של צ'נדרה הראה גז שחומם על ידי פיצוצים ועל ידי חור שחור. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) מרכז הגלקסיה של שביל החלב שלנו עוצר נשימה אפילו יותר כאשר הוא נראה כמורכב שמורכב מנתונים משלושה מכשירים מבוססי חלל הרגישים לאורכי גל שונים. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) טלסקופ החלל שפיצר אסף אור אינפרא אדום וגילה ענני אבק. (נאס"א / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) טלסקופ החלל האבל, מכוון לאינפרא אדום הקרוב, חשף אזורים פעילים של היווצרות כוכבים. (NASA / ESA / STScl / D. Wang et al.) במשך כמעט 12 שנים, טלסקופ החלל צ'נדרה צופה בחתימות הרנטגן של חפצים בעלי אנרגיה גבוהה. ערפילית "יד האלוהים", באורך 150 שנות אור, נוצרת על ידי גז חם שנזרק מכוכב נויטרונים, או מסתובב במהירות. (NASA / CXC / SAO / P. Slane, et al.) הגלקסיה הספירלית NGC 4258 כוללת שתי זרועות כחולות רפאים המכילות גזים המחוממים על ידי גלי הלם אלימים, תוצר של חלקיקים שנפלטים מחור שחור. (NASA / CXC / אוניברסיטת מרילנד / א.ש. וילסון ואח ') צ'נדרה מצטיינת בלכידת כאוס. מאפיין אסטרונומי הנקרא Cas A, בקונסטלציה Cassiopeia, הוא פיצוץ של פסולת המתרחבת במיליוני מיילים לשעה; הוא נורה מסופרנובה שהתגלתה על פני כדור הארץ רק לפני כ -300 שנה. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage et al.) Nebula M17, החלק הבהיר ביותר של התמונה לעיל, תועד על ידי האסטרונום צ'רלס מסייר בשנת 1764. הטלסקופ שפיצר, המתמקד בקרינה אינפרא אדום הנובע מאבק מחומם, מסוגל לראות מבנים הקשורים לערפילית. (נאס"א / JPL-Caltech / M. Povich (אוניברסיטת פן סטייט)) בהתבסס על התמונה שנראתה משמאל, אסטרונומים חושבים שהכוכב BP Psc קניבליזציה של כוכב או כוכב לכת אחר כשנגמר לו הדלק, והאריך את שלב הענק האדום שלו (כפי שניתן לראות באיור מימין). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner et al., Optical (UCO / Lick / STScl / M. Perrin et al); איור: NASA / CXC / M. Weiss) פיצוץ הוליד את ערפילית הסרטן, מבנה מרהיב שהמדענים עדיין מנסים להבין בעזרת הטלסקופים של צ'אנדרה וספיצר. (NASA / CXC / SAO / F.Seward; אופטי: NASA / ESA / ASU / J.Hester & A.Loll; אינפרא אדום: NASA / JPL-Caltech / Univ. Minn / R.Gehrz) ביתם של יותר מ -2, 200 כוכבים, אזור RCW 49 הוא אזור חשוך ומאובק. תמונה זו צולמה בשני אורכי גל שונים כדי להדגיש את הגזים הזוהרים המחוממים. (נאס"א / JPL-Caltech / E. Churchwell (אוניברסיטת ויסקונסין - מדיסון)) כפי שנראה כנגד השמיים האינפרא אדום, טלסקופ שפיצר יכול להציץ בזרועות הספירליות של גלקסיות רחוקות כדי לראות היכן נולדים כוכבים. (נאס"א / JPL-Caltech) צילומי רנטגן מצ'נדרה מגלים כי האשכול המקיף את הגלקסיה M87 מלא בגז חם. (NASA / CXC / KIPAC / N. Werner, E. Million et al.) הממוקם בערך 11, 000 שנות אור משם בקשת הכוכבים, "הנחש" (משמאל למעלה) הוא למעשה ענן עבה גדול מספיק כדי לבלוע עשרות מערכות סולאריות. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) תמונה זו שצילם טלסקופ שפיצר תפסה את האזור הזה שנקרא W5 (מרחק 6, 500 שנות אור), שם ניתן לראות את כל שלבי יצירת הכוכבים. (נאס"א / JPL-Caltech / L. Allen & X. Koenig (CfA של הרווארד-סמיתסוניאן)) ערפילית אוריון היא נקודה חמה נוספת ליצירת כוכבים; אשכול הטרפז, הנקודות הבהירות במרכז הימני, הם הכוכבים החמים ביותר באזור. (נאס"א / JPL-Caltech / J. Stauffer (SSC / Caltech))