Hubble zajrzy głębiej w tajemnice wszechświata

W zeszłym tygodniu NASA ogłosiła nową misję naprawczą Hubble'a, która może przedłużyć żywotność orbitującego teleskopu o co najmniej pięć lat i zapewnić astronomom niezrównane badania na temat pochodzenia wszechświata. Teleskop kosmiczny otrzyma nową kamerę i spektrograf (urządzenie do pomiaru fal świetlnych), a niektóre istniejące elementy zostaną naprawione.

Ten szczegół ze zdjęcia Ultragłębokiego Pola Hubble'a (HUDF), ukończonego w 2004 roku po połączeniu przez astronomów obserwacji pochodzących z ponad 400 orbit Hubble'a, pokazuje dziesiątki galaktyk, które miały zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu – około 3% obecny wiek wszechświata. Do czasu wystrzelenia Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w 2013 roku oczekuje się, że pozostanie to najgłębsze spojrzenie w kosmos. (Źródło: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) i zespół HUDF)

Nowe możliwości będą kontynuacją rekordu Hubble'a w przesuwaniu granic na zewnątrz, mówi Craig Wheeler, astronom z University of Texas i prezes Amerykańskie Towarzystwo Astronomiczne . Teleskop Hubble'a zajrzał już głębiej w kosmos niż jakikolwiek inny, a dzięki dwóm nowym instrumentom będzie w stanie zrobić to lepiej, potencjalnie cofając się w kierunku początków wszechświata, mówi Wheeler.

Nowy Spektrograf kosmicznego pochodzenia (COS) zostanie zainstalowany w teleskopie, zwiększając jego zdolność do wykrywania światła ultrafioletowego 30-krotnie. Dzięki temu możliwe będzie obserwowanie setek obiektów, które są po prostu zbyt słabe, aby można je było sfotografować innymi instrumentami Hubble'a, mówi University of Colorado Michael Shull, członek zespołu, który opracował instrument COS.

COS może pomóc astronomom zrozumieć, w jaki sposób galaktyki powstały, analizując mieszaninę pierwiastków wyrzucanych przez kwazary i umierające gwiazdy zwane supernowymi. Jedynym innym istniejącym teleskopem, który może monitorować światło ultrafioletowe, jest starzejący się FUSE, znacznie mniejszy instrument, który ma przetrwać jeszcze mniej więcej rok. Shull mówi, że bez misji naprawczej Hubble'a astronomowie ultrafioletowi mieliby do czynienia z co najmniej dekadą bez niezbędnego sprzętu do prowadzenia nowych obserwacji. Według Shulla COS umożliwi wykonanie pierwszego dokładnego przeglądu nieba pod kątem źródeł promieniowania ultrafioletowego. Do tej pory tylko zarysowaliśmy powierzchnię, mówi. Zamiast 10 czy 15 źródeł [światła] na całym niebie będą setki, jeśli nie tysiące.

Astronomowie są również podekscytowani kamerą szerokokątną trzeciej generacji (WFC3), która znacznie zwiększy możliwości aparatu, który był najczęściej używanym instrumentem Hubble'a. Istniejąca kamera już wiele ujawniła o naszym Układzie Słonecznym, odległych galaktykach i obłokach gazu. Jest również używany do tworzenia obrazów Ultragłębokiego Pola Hubble'a, które badały kosmos głębiej niż jakikolwiek poprzedni obraz astronomiczny, ujawniały galaktyki w ich najwcześniejszych stadiach formowania się i wymuszały rewizję wcześniejszych teorii na temat tego, jak te gigantyczne kolekcje gwiazd łączyły się ze sobą.

Dzięki postępom w detektorach półprzewodnikowych nowa kamera będzie prawie o rząd wielkości bardziej czuła niż jej poprzedniczka WFC2, mówi Jeffrey Hoffman, profesor astronautyki na MIT i były astronauta, który pomógł zainstalować WFC2 podczas serwisu Hubble'a misji w 1993 roku. Zwiększając zdolność teleskopu do wykrywania słabych obiektów, mówi Hoffman, nowa kamera otworzy ogromną niezbadaną przestrzeń do odkryć, z potencjałem nowych odkryć, których nie można przewidzieć.

Nowa misja naprawcza obejmie również próbę naprawy Spektrografu Obrazowania Teleskopu Kosmicznego (STIS), jednego z instrumentów dostarczonych podczas wcześniejszej misji serwisowej Hubble'a w 1997 roku. STIS działał z powodzeniem do 2004 roku, kiedy doznał awarii zasilania. Jednak zanim się nie powiódł, instrument ten dokonał wielkiego przełomu, dostarczając po raz pierwszy bezpośrednich dowodów na istnienie supermasywnych czarnych dziur w centrach niektórych galaktyk. Astronomowie od dawna wierzyli, że takie czarne dziury istnieją, ale posiadanie dowodu pomogło potwierdzić przewidywania teoretyczne.

Astronauci podejmą próbę naprawy instrumentu podczas nadchodzącej misji, która jest wstępnie zaplanowana na wiosnę 2008 roku. Kontynuowanie prac nad czarnymi dziurami, w tym poznanie sposobu ich powstawania i interakcji podczas zderzeń galaktyk, będzie jednym z najwyższych poziomów instrumentu. priorytety, jeśli trudne naprawy powiodą się. W przeciwieństwie do wymiany całych instrumentów, która była funkcją zaprojektowaną w Hubble'u od samego początku, naprawa uszkodzonego zasilacza jest znacznie trudniejszą operacją, która polega na dostaniu się do wnętrzności instrumentu w celu wymiany komponentów. Hoffman zwraca uwagę, że wymaga to usunięcia 120 śrub, które potencjalnie mogłyby unosić się w powietrzu i uszkodzić inne części teleskopu.

Aby temu zapobiec, NASA opracowała bardzo sprytny plan z pojemnikiem z pleksiglasu, który wychwytuje wszystkie luźne śruby podczas ich wyjmowania, mówi Hoffman. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, sprawią, że będzie wyglądać na łatwe.

Wheeler mówi, że jednym ważnym rezultatem dłuższego działania teleskopu Hubble'a jest to, że obecnie oczekuje się, że przetrwa on wystarczająco długo, aby nałożyć się na teleskop nowej generacji, który ostatecznie zajmie jego miejsce: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który ma zostać wystrzelony w 2013. Chociaż teleskop Webba będzie znacznie większy niż Hubble'a, z lustrem głównym o średnicy 6,5 metra w porównaniu z 1,8 metra Hubble'a, Webb nie zastąpi wszystkich funkcji Hubble'a. Webb jest przeznaczony głównie do obserwacji w podczerwieni, podczas gdy Hubble jest również skuteczny w świetle widzialnym i ultrafioletowym.

Wheeler mówi, że posiadanie obu teleskopów działających w tym samym czasie, co nie jest pewne, ale teraz jest prawdopodobne, jest bardzo ważne. Daje Ci możliwość wielospektralnych obserwacji skoordynowanych, dzięki czemu otrzymujesz dużo więcej informacji o danym obiekcie.

Do tego czasu naprawiony Hubble będzie kontynuował realizację różnorodnych projektów, których nie da się wykonać żadnym innym instrumentem. Nie da się robić nauki bez Hubble'a, mówi Wheeler.

ukryć