Tokia kitokia erdvė: kaip kosmosas ir antžeminiai teleskopai mato Visatą

Ką astronomai mato per teleskopus?

Kai žiūrime į astronominius objektus, tokius kaip žvaigždės ir galaktikos,

     Kadangi šviesai keliauti reikia laiko, tolimos galaktikos vaizdas, kurį matome , yra vaizdas to, kaip anksčiau atrodė galaktika.Pavyzdžiui, Andromedos galaktika yra apie 2, 5 milijono šviesmečių nuo Žemės.Jei žmogus iš Žemės pažvelgs į jį per teleskopą , jis pamatys, kokia galaktika buvo prieš 2,5 milijono metųNugara.

Adamas Evansas — M31, Andromedos galaktika (dabar su h-alfa) Įkėlė NotFromUtrecht

Jei jis būtų nustojęs egzistuoti prieš 1 milijoną metų, žemiečiai apie tai netrukus nebūtų žinoję.Jei žemiečiai nori pamatyti galaktiką tokią, kokia ji yra dabar, jiems teks laukti ir vėl ieškoti 2,5 milijono metų į ateitį.

Kokia yra šviesa?

Regima šviesa – šviesa , kurią suvokia žmogaus akys – būna įvairių spalvų.Jo spalvą lemia bangos ilgis nuo 400 iki 700 nm, kuris atitinka   Elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra mažesnis kaip 400 nm arba ilgesnis kaip 700  nm, supaVisas elektromagnetinės spinduliuotės diapazonas arba elektromagnetinis spektrasparodyta paveikslėlyje žemiau.

Apskritai elektromagnetinių bangų įvairovė yra tokia didelė, kad žmones galima laikyti beveik aklais. Tai ypač pastebima lyginant matomą spektrą su visa kita.

Matoma šviesa yra elektromagnetinio spektro dalis, kuri svyruoja nuo labai trumpo bangos ilgio gama spindulių iki labai ilgų radijo bangų.

Kaip žvaigždės iš tikrųjų šviečia šviesoje?

Kaip ir Saulė, kiekviena žvaigždė skleidžia šviesą per platų bangų ilgių diapazoną, visame matomame spektre ir net už jos ribų .Astronomai gali daug išmokti tyrinėdami žvaigždės šviesos spektro detales.

Kai kurios labai karštos žvaigždės skleidžia šviesą ultravioletinių bangų ilgiais (dažniausiai), o kai kurios labai vėsios žvaigždės skleidžia šviesą infraraudonaisiais spinduliais  .Yra labai karštų objektų, kurie skleidžia rentgeno spindulius ir net gama spindulius. Tiesą sakant, daugelis objektų, kuriuos astronomai šiandien labiausiai domina, negali matyti net plika akimi.Mokslininkai naudoja teleskopus, kad aptiktų silpną tolimų objektų šviesą ir matytų objektus su bangos ilgiais visame elektromagnetiniame spektre. Tinka įvairiems tikslamsTie patys erdvės objektai juose galiatrodo kitaip.

Taigi, kokie yra teleskopų tipai?

Optiniai teleskopai ir matoma šviesa

Žmonės tūkstančius metų gamino ir naudojo lęšius, kad padidintų objektus .Tačiau pirmieji tikrieji teleskopai Europoje pasirodė 16-ojo amžiaus pabaigoje , naudojant dviejų lęšių derinį, kad tolimi objektai atrodytų arčiau ir didesni.Terminą "teleskopas" sugalvojo italų mokslininkas ir matematikas Galileo Galilei, kuris pirmąjį teleskopą pastatė 1608 m ., O  vėliau padarė daug patobulinimų. 

Teleskopai, pagrįsti šviesos lūžimu ar lenkimu lęšiais, vadinami lūžio teleskopais arba tiesiog refraktoriais.Daugelis mažesnių teleskopų, kuriuos šiandien naudoja astronomai mėgėjai, yra refraktoriai.Jie ypač tinka stebėti Saulės sistemos objektus, tokius kaip Mėnulio paviršius ar Saturno žiedai.

Didžiausias pasaulyje lūžio teleskopas yra Čikagos universiteto Yerkeso observatorijoje Viskonsine ir pastatytas 1897 m. Didžiausio objektyvo skersmuo yra 102 cm.

Radijo teleskopai

Didžiausi optiniai teleskopai pasaulyje yra atšvaitai ir renka matomą šviesą.O didžiausi pasaulyje teleskopai yra skirti rinkti radijo bangų ilgius – šviesą esant ilgesniems bangos ilgiams.Tokie radijo teleskopai yra labai panašūs į palydovines antenas. 

Buvo pastatytas didžiausias teleskopas pasaulyjeArecibo observatorijoje Puerto Rike, kol ji pernai žlugo. Jis buvo natūralioje smegduobėje, kuri susidarė, kai po žeme tekantis vanduo ištirpdė kalkakmenio uolieną. Kadangi teleskopas buvo sumontuotas ant žemės, jo nebuvo galima nukreipti į skirtingas dangaus vietas. Jis stebi tik tą dangaus dalį, kuri šiuo metu buvo virš jo.

Andromedos galaktika radijo teleskopu

Dabar Čilėje ant Armazoneso kalnoStatoma astronominė observatorija, kurios pagrindinis instrumentas bus Itin didelis teleskopas su 39,3 m skersmens segmentiniu veidrodžiu. Jį sudaro 798 šešiakampiai segmentai, kurių kiekvieno skersmuo yra 1,4 metro.

Veidrodis leis jums surinkti 15 kartų daugiau šviesos,nei bet kuris šiandien egzistuojantis teleskopas. Teleskope bus sumontuota unikali prisitaikanti optinė 5 veidrodžių sistema, kuri gali kompensuoti žemės atmosferos turbulenciją ir leis gauti vaizdus, ​​kurių detalumas yra didesnis nei Hablo orbitinio teleskopo.

Swinburne Astronomy Productions / ESO — ESO

Didžiausias radijo teleskopų klasteris - VLA(„Very Large Array“, „Very Large Antenna Array“) - įsikūręs Naujosios Meksikos valstijoje (JAV). Tai yra 27 radijo teleskopai, veikiantys kaip viena kelių vibratorių kompleksinė antena (antenos masyvas). Radijo teleskopo antenos yra 25 metrų skersmens.

Kosminiai teleskopai: didžiosios NASA observatorijos

Visi teleskopai Žemėje turi vienąreikšmingas apribojimas: jų surenkama elektromagnetinė spinduliuotė praeina per planetos atmosferą. Atmosfera blokuoja dalį spinduliuotės infraraudonojoje spektro dalyje ir beveik visą ultravioletinių ir aukštesnių dažnių diapazonų spinduliuotę. Be to, judėjimas atmosferoje iškreipia šviesą. Dėl šio iškraipymo naktiniame danguje mirksi žvaigždės.

Andromeda UV šviesoje

Siekiant sumažinti šias problemas, daugelisobservatorijos statomos aukštesniuose aukščiuose, kur virš teleskopo mažiau atmosferos. Tačiau geriausias sprendimas yra naudoti kosminius teleskopus, kurie skrieja už Žemės atmosferos erdvėje. Juose įrengti instrumentai, skirti stebėti objektus, skleidžiančius įvairaus pobūdžio elektromagnetinę spinduliuotę – matomą, infraraudonąją ar ultravioletinę šviesą; taip pat rentgeno ir gama spinduliuotės.

Sraigių ūkas infraraudonųjų spindulių šviesoje

NASA inžinieriai ir mokslininkai sukūrė ir paleido į Žemės orbitą keturias dideles observatorijas, kad galėtų stebėti Visatą skirtingose ​​elektromagnetinio spektro juostose.

Hablo kosminis teleskopas gali būti labiausiai...garsus kosminis teleskopas. Jis skrieja aplink Žemę 589 km aukštyje ir renka duomenis matomu, infraraudonųjų ir ultravioletinių bangų ilgiu.

Norėdami ištirti Visatos gama spindulius, NASA sukūrėKomptono gama spindulių observatorija. Tai antroji iš NASA „didžiųjų observatorijų“ po Hablo teleskopo. Observatorija pavadinta Nobelio fizikos premijos laureato Arthuro Comptono vardu. 1991 metais jis buvo paleistas į erdvėlaivį Atlantis, o observatorija veikė iki 2000 metų birželio 4 dienos.

Sraigto ūkas UV šviesoje

„Chandra“ rentgeno observatorijos teleskopai naudoja specialią optiką, kad galėtų stebėti tolimus rentgeno spindulių spektro objektus. Jis buvo paleistas 1999 m.

Sraigto ūkas rentgeno spinduliuose

Paskutinis iš keturių „Didžiųjų“observatorijos“ – Spitzerio infraraudonųjų spindulių teleskopas. Jis buvo paleistas į orbitą 2003 m. rugpjūčio 25 d., tuo metu, kai buvo paleistas, Spitzer buvo didžiausias infraraudonųjų spindulių teleskopas pasaulyje. 2009 metais baigėsi jo aušinimo skysčio tiekimas, tačiau teleskopas liko iš dalies veikiantis 2020 metų sausio 30 dieną misija buvo baigta, o mokslinė įranga buvo perkelta į žiemos miego režimą.

Skaityti Toliau

Išsamiausias Visatos modelis buvo paskelbtas internete. Kiekvienas gali tai studijuoti

Fizikai arti penktosios jėgos atradimo, kurdami tobulus kristalus

Fizikai atšaldė atomus iki žemiausios temperatūros pasaulyje