Космический телескоп Хаббл запущен 24 апреля, 30 лет назад. Это впечатляющая веха, тем более, что его ожидаемый срок службы составил всего 10 лет.
- Одной из основных причин долгого срока службы телескопа Хаббла является возможность его обслуживания и усовершенствования с помощью новых приборов для наблюдения во время полета космического корабля "Спейс шаттл".
При первом запуске Хаббла, или HST, его инструменты могли наблюдать ультрафиолетовый свет с длиной волны меньше, чем видит глаз, а также оптический свет с длиной волны, видимой человеком. Миссия технического обслуживания в 1997 году добавил инструмент для наблюдения в ближнем инфракрасном свете, которые являются большими длинами волн, чем люди могут видеть. Новые инфракрасные глаза Хаббла предоставили две новые основные возможности: возможность видеть дальше в пространстве, чем раньше, и видеть глубже в пыльных областях звездообразования.
Я астрофизик из Университета Аризоны, который использовал наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы лучше понять, как работает Вселенная - от образования звезд до космологии. Около 35 лет назад мне дали возможность построить камеру и спектрометр для Хаббла в ближнем инфракрасном диапазоне. Это был шанс всей жизни. Камера, которую моя команда спроектировала и разработала, изменила то, как люди видят и понимают вселенную. Инструмент был построен в Ball Aerospace в Боулдере, штат Колорадо, под нашим руководством.
Свет, который мы можем видеть глазами, является частью диапазона излучения, известного как электромагнитный спектр. Более короткие длины волн света имеют более высокую энергию, а более длинные - более низкую. Космический телескоп Хаббл видит в первую очередь видимый свет (указывается здесь радугой), а также некоторые инфракрасного и ультрафиолетового излучения. НАСА/JHUAPL/SwRI
Видя дальше и раньше
Эдвин Хаббл, однофамилец HST, открыл в начале 1900-х годов, что вселенная расширяется, и что свет из далеких галактик смещается в более длинные, красноватые волны, явление, называемое красным смещением. Чем больше расстояние, тем больше сдвиг. Это происходит потому, что чем дальше от объекта, тем больше времени требуется для того, чтобы свет достиг нас здесь, на Земле, и тем больше вселенная расширялась за это время.
Ультрафиолетовые и оптические приборы Хаббла сделали снимки самых далеких галактик, которые когда-либо видели, известные как Северное Глубокое Поле Хаббла, или NHDF, которые были выпущены в 1996 году. Однако эти снимки достигли предела своих расстояний из-за красного смещения, которое сместило весь свет самых отдаленных галактик из видимого и в инфракрасное излучение.
Один из новых приборов, добавленных в Хаббл во время второй миссии по техническому обслуживанию, имеет неловкое название - Near Infrared Camera и Multi-Object Spectrometer, NICMOS, произносится как "Ник Мосс". Камеры ближнего инфракрасного диапазона на NICMOS наблюдали области NHDF и обнаружили еще более далекие галактики со всем их светом в ближнем инфракрасном диапазоне.
Астрономы имеют привилегию наблюдать за тем, как происходят события в прошлом, которые они называют "временем оглядывания". Наше лучшее измерение возраста Вселенной - 13,7 миллиардов лет. Расстояние, которое свет проходит за один год, называется световым годом. Самые далекие галактики, наблюдаемые НИКМОСом, находятся на расстоянии почти 13 миллиардов световых лет. Это означает, что обнаруженный NICMOS свет путешествовал в течение 13 миллиардов лет и показал, как выглядели галактики 13 миллиардов лет назад - время, когда Вселенной было лишь около 5% от ее нынешнего возраста. Это были одни из первых когда-либо созданных галактик, которые формировали новые звезды со скоростью, более чем в тысячу раз превышающей скорость, с которой большинство галактик образуют звезды в нынешней Вселенной.
- На Хаббле к третьей версии широкоугольной камеры, которая была установлена в мае 2009 года, был добавлен ближний инфракрасный формирователь изображения. В этой камере использовалась усовершенствованная версия массива детекторов NICMOS, которая обладает большей чувствительностью и более широким полем зрения. Космический телескоп Джеймса Вебба имеет гораздо более крупные версии детекторных массивов NICMOS, которые имеют больший охват длин волн, чем предыдущие версии.
Космический телескоп Джеймса Вебба, запуск которого намечен на март 2021 года, за которым последует широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп, составляет основную часть будущих космических полетов НАСА. Все эти программы были созданы в результате наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне, проведенных HST. Они стали возможны благодаря первоначальным инвестициям в камеру и спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, которые позволили Хабблу получить инфракрасные глаза. С помощью космического телескопа Джеймса Вебба астрономы ожидают увидеть самые первые галактики, которые образовались во Вселенной.
