Tā kā inženieri un tehniķi cītīgi strādā, lai diagnosticētu un izstrādātu risinājumu (labākajā gadījumā) vai strādātu (sliktākajā gadījumā) pie Habla kosmiskā teleskopa nesenajiem žiroskopa jautājumiem, tas dod mums iespēju reģistrēties un pārdomāt dažus no tā lielākajiem varoņdarbiem. zinātne. Neuztraucieties, ka lieliskā observatorija debesīs drīz nekur nedodas (tik daudz, cik mēs vēlētos jauninājumu vai nomaiņu), tāpēc mēs droši varam gaidīt vēl daudzus gadus ilgušu astronomisko diženumu. Bet Habls darbojas jau gandrīz trīs desmitgades; Ko tas ir devis kopējai cilvēku zināšanai par Visumu?
Atbilde: daudz. Un šodien es izdarīšu tikai vienu no galvenajiem notikumiem.
Tāla attāluma mērīšana līdz tālu lietām kosmosā nav viegls uzdevums. Izrādās, ka kaut ko saistošu, piemēram, “Andromedas galaktika atrodas aptuveni 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā”, patiesībā ir grūti sagatavot. Mūsdienu astronomiskie mērījumi balstās uz pārklājošu, savstarpēji saistītu paņēmienu kopumu, kas vienmērīgi darbojas uz āru līdz arvien lielākiem attālumiem visu ceļu no mēness līdz novērojamā Visuma malai.
Viens no galvenajiem enkuriem šajā tā saucamajās “kosmiskās attāluma kāpnēs” (jo tas ir kā attālumu kāpnes līdz kosmosam) ir dīvains astronomisks objekts, kas pazīstams kā Cepheid mainīgie. Šīm zvaigznēm, kas nosauktas par karalisko zvaigznāju, kur tās pirmo reizi tika atklātas, ir ļoti savdabīgs un ļoti noderīgs īpašums: tās pulsē.
Dažu dienu laikā šīs zvaigznes vienmērīgi kļūs spožākas un tumšākas, pārvietojoties pa parasto, atkārtojamo un uzticamo zīmējumu. Un 1900. gada sākumā brīnišķīgi apdāvinātais astronoms ar vārdu Henrietta Swan Leavitt atklāja, ka šie Kefeīda mainīgie nav tikai garlaicīgi mainīgi - tie ir interesanti mainīgi. Pastāv ļoti ziņkārīgas attiecības starp to, cik ātri šīs zvaigznes kļūst spilgtākas / blāvākas un cik raksturīgas ir spilgtas (astronomijas žargonā to sauc par spožums).
Un, ja jūs zināt, cik kaut kas ir gaišs, varat aprēķināt attālumu. Padomājiet par to tikai mazliet kopā ar mani, lai saprastu, cik tas ir satriecoši. Izej šovakar un paskaties uz nejaušu zvaigzni. Cik tālu tas atrodas? Veikt izlases veida uzminējumu. Jāmeklē spožāka zvaigzne. Vai tā ir spožāka zvaigzne, jo tā ir tuvāk? Vai arī tas ir gaišāks, jo… tas ir tikai, jūs zināt, gaišāks? Tā ir smaga mīkla, kas satrauc pat tādus domu titānus kā Ņūtons.
Bet, ja jūs zinātu šo zvaigžņu gaišumu (faktisko spilgtumu), tad jūs varētu droši zināt, kura no tām ir tālāk un kura tuvāk. Katrai zvaigznei jūs varētu salīdzināt to taisnība spilgtumu līdz spilgtumam, kuru mēra debesīs, veiciet nedaudz, bet vidusskolas trigonometriju, un jūs zināt attālumu līdz šiem zvaigžņu iedzīvotājiem.
Tas ir grūti izdarāms jebkurai vecai zvaigznei, jo ir grūti zināt to patieso spilgtumu. Bet par laimi Kefeīdi nav tikai kāda vecā zvaigzne. Tā kā jūs varat izmērīt to variācijas un šīs variācijas ir tieši saistītas ar to spožumu, jūs varat (relatīvi) viegli noteikt attālumus.
Tieši ar Kefeīdiem Edvins Habls vispirms atklāja, ka Andromedas galaktika ir a) pati sava galaktika un b) patiešām tālu, atverot mūsu pirmo lielo lēcienu plašākā kosmoloģiskajā ainā. Un tagad jūs zināt, kāpēc Habla (Kosmiskais teleskops) tika nosaukts pēc Habla (persona). Bet cefeīdi mūs var aizvest tikai tik tālu. Jums joprojām ir jāievēro atsevišķa zvaigzne un jābūt pietiekami jutīgam teleskopam, lai laika gaitā reģistrētu izmaiņas. Tas nav viegls varoņdarbs, un tas kļūst daudz, daudz grūtāk, jo tālāk jūs dodaties.
Lai nokļūtu patiesi milzīgajos kosmoloģiskajos attālumos, kurus šodien pazīstam un mīlam, mēs pāriet uz citām metodēm. Bet šie paņēmieni (teiksim, skatoties uz dažāda veida supernovām) ne tuvu nav labi, tāpēc kefeīdi ir būtisks enkura punkts, lai sasniegtu… labi, zvaigznes.
Un šeit Habls tika piegādāts lielā veidā. Habls ir liels teleskops, kas nozīmē, ka tas var redzēt ļoti tālu cefeīdus. Un tas atrodas kosmosā, tāpēc nav jāuztraucas par nepatīkamo atmosfēru, sabojājot savus mērījumus. Izmantojot šīs priekšrocības un citus sasniegumus, astronomi spēja noteikt attālumus līdz trim desmitiem galaktiku līdz 65 miljoniem gaismas gadu, veicot vairākus Kefeīda mērījumus vienā galaktikā, lai tos patiešām ieslēgtu.
Šis vienīgais rezultāts nostiprināja mūsu izpratni par kosmiskajiem attālumiem, palīdzot mums uzzināt vairāk par visu, sākot no mūsu kosmosa vēstures līdz tumšās enerģijas dabai. Un tā bija tikai maza šķēle tam, kas ir sasniegts ar Habla palīdzību.
Lasīt vairāk: “Habla kosmiskā teleskopa atslēgu projekta galīgie rezultāti Habla konstantes mērīšanai”
