HUBBLEŮV KOSMICKÝ DALEKOHLED OSLAVIL OSMÉ VÝROČÍ

Mladičké galaxie, vzdálené kvasary, explodující hvězdy, tajemné černé díry, kolidující galaxie. Od svého vypuštění 24.4.1990 Hubbleův dalekohled podstatně změnil náš pohled na vesmír. Za osm let objevování vesmíru položila tato 12.5 tunová observatoř mnoho milníků. Zde jsou nejvýznamnější z nich:

Vyjdeme-li z toho, že HST oběhne Zemi jednou za 90 minut, zjistíme, že od doby, kdy byl vypuštěn urazil vzdálenost 1.2 miliardy km, což je více, než kdyby letěl k Saturnu. Vědci využili dat z HST v 1.700 odborných pracech. Data z HST zaplňují 710 dvanáctipalcových optických disků, tedy 4.44 terabytů. Dalekohled pořídil 120 000 fotografií a pozoroval asi 10 000 objektů.

Životní příběh galaxií

Astronomové využili HST k pohledu zpět o 10 mld let na rodící se galaxie, z nichž některé se zformovaly hned po vzniku vesmíru. To co nalezli bylo úžasné: chaotická směs asi 2 000 galaxií v rozličných stadiích vývoje. Tento snímek se jmenuje "Hubbleův hluboký pohled". Tento snímek vznikal po dobu deseti dnů v roce 1995. HST pozoroval galaxie. které jsou čtyřmiliardkrát slabší než objekty pozorovatelné pouhým okem. Tato pozorování umožnila astronomům spatřit jak vypadaly galaxie v dávné minulosti. Astronomové pokračují v analýze "Hubbleova hlubokého pohledu", aby vystopovali vývoj hvězd a galaxií.

Tato analýza nasvědčuje tomu, že Velký třesk byl následován překotným vývojem hvězd. Mladý vesmír měl aktivní, dynamické mládí projevující se divokým formováním hvězd z prachových a plynových mračen. Proto většina hvězd ve vesmíru již vznikla a vesmír tak obsahuje převážně hvězdy, jež jsou uprostřed svého vývoje, tedy hvězdy hlavní posloupnosti.

Jak starý je vesmír?

Po desetiletí astronomové diskutovali tuto otázku. HST jim pomáhá nalézt odpověď tím, že sleduje vzdálené supernovy a pulsující hvězdy. Pozorováním explozí hvězd, které "zemřely" dávno předtím než se zrodilo Slunce, HST přispěl ke zjištění, že se nezpomalil vznik objektů ve vesmíru a že bude pokračovat i nadále. Na základě předběžného výsledku pozorování několika vzdálených supernov (jedna z nich vybuchla před 7.7 mld let) se zjistilo, že vesmír neobsahuje dostatek hmoty na to, aby se zastavila jeho expanze. Jestliže je toto tvrzení pravdivé, vesmír je starý asi 15 mld let.

Jiné týmy astronomů využívají odlišnou techniku k určení stáří vesmíru. Používají HST k přesnému měření vzdáleností galaxií, důležitého faktoru pro výpočet stáří vesmíru. HST měří vzdálenosti na základě sledování proměnných hvězd (Cefeid), které jsou spolehlivým "vesmírným metrem". Na základě těchto vzdáleností jsou astronomové schopni určit rychlost expanze vesmíru, zvanou Hubbleova konstanta a stanovit tak věk vesmíru.

Kvasary žijí v rozmanitých domovech

Hubbleův přesný pohled ukazuje, že většina kvasarů se nalézá v jádrech jasných vzdálených galaxií (spirálních i eliptických). Kvasary jsou kompaktní zdroje energie sídlící na periférii vesmíru. Nejsou o mnoho větší než sluneční soustava, ale svítí 100 až 1000 krát jasněji než celá galaxie obsahující kolem 100 mld hvězd. Mnoho astronomů věří, že zdrojem energie kvasarů jsou černé díry. Jak černá díra pohlcuje hvězdy, plyn a prach, vzniká intenzivní záření. Černé díry však potřebují mnoho "potravy", aby se proměnily v kvasary. Data z HST ukazují, že této potravy se černé díře může dostat při srážce blízkých galaxií.

Největší poryvy ve vesmíru

Astronomům se těžko daří odhalit původ jedné z největších záhad vesmíru, totiž periodických vzplanutí záření gama ve vzdáleném vesmíru. HST přispěl důležitým pozorováním k odhalení zdroje a povahy těchto nejenergetičtějších záblesků ve vesmíru. HST pokračoval v pozorování jednoho takového výbuchu, když přestal být viditelný pozemskými dalekohledy.

Po monitorování viditelného záření, jemuž předcházel gama záblesk, podal HST astronomům důležité informace o sledování gama záblesků ve vzdálených galaxiích.

Hon na černé díry

Hmotné černé díry nemohou být spatřeny, protože jsou tak hmotné a kompaktní, že ani světlo nemůže opustit jejich povrch. Jestliže nemůžeme pozorovat přímo povrch, jsme schopni sledovat vliv černé díry na okolní tělesa. HST podal přesvědčivý důkaz o existenci černých děr měřením rychlosti plynu a hvězd v jádru galaxií, kde černé díry sídlí.

HST se stal zdatným lovcem černých děr. Jeho spektrograf (STIS) sledoval růst rychlosti disku prachu obíhajícího černou díru v galaxii M84, nacházející se 50 milionů světelných let daleko v kupě galaxií v Panně. Plyn krouží kolem neviditelné černé díry rychlostí 1 408 000 km za hodinu. Vědci vypočítali, že černá díra musí mít hmotnost rovnu 300 milionům hmot Slunce.

Velmi hmotné černé díry, jako je ta v M84 jsou jak se zdá naprosto běžným jevem. Teleskop pomohl prokázat, že každá rozlehlá galaxie obsahuje takovou hmotnou černou díru.

Srážky galaxií vytváří hvězdný ohňostroj

Hubbleův pohled na kolizi mezi dvě spirální galaxie připravil astronomům mnohé překvapující informace o zrodu hvězd a hvězdokup.

Teleskop odhalil více jak 1 000 jasných mladých hvězdokup, které se rodí z ohňostrojové show v srdci galaxií v Tykadlech. Tykadla jsou nejbližším a nejmladším příkladem dvojice kolidujících galaxií. Existence takového množství mladých hvězd dokazuje například, že nejsou zbytky mladých generací zformovaných v galaxii, jak jsme si mysleli, ale že vznikly při kolizi galaxií.

Hubbleovy snímky také pomáhají astronomům porozumět, jak takové hvězdokupy vznikají z ohromného vodíkového mraku ve vesmíru. Věk hvězdokup nám umožňuje odhadnout dobu, kdy se galaxie srazily. Se znalostí toho, kdy se galaxie srazily, astronomové mohou sledovat, jak se sražené galaxie vyvíjely, což může vysvětlit proč jsou některé z nich spirální a jiné eliptické.

Vesmírné jesle

HST uskutečnil pozorování zrodu hvězd a planet, které se kolem nich formují z prachového a plynného mračna. HST odhalil disky prachu a plynu ve tvaru lívanců kroužících kolem rodící se hvězdy, kterou svou hmotou krmí. Tyto protoplanetární disky, obsahují základní stavební materiál pro tvorbu planet.

Snímky z HST také ukázaly nové detaily horkých plynných výtrysků ve tvaru hořících pochodní. Tyto výtrysky vycházejí z hlubin disků a jsou jakýmsi výfukem formování hvězd.

Konečná stadia vývoje hvězd

HST pozoroval prstenec, který vznikl jako důsledek ohromného nárazu hmoty vyvržené při explozi supernovy s látkou, kterou tato hvězda vyvrhovala, když byla ve stejném stadiu vývoje jako Slunce.

HST sledoval vlny z expandujícího materiálu supernovy 1987A. Ohromné sebezničení hvězdy, bylo poprvé pozorováno před 11ti lety pozemskými dalekohledy. Kamera (WFPC2) a spektrograf (STIS) na palubě HST ukázaly jak trosky vzniklé výbuchem narážejí do prstence materiálu zformovanému kolem umírající hvězdy. Tato kolize se projevuje tím, že se materiál v místě srážky zahřeje a začne zářit. Tímto způsobem se nám zviditelní dříve neviditelný materiál a my můžeme studovat jak se hvězda chovala před tím, než vybuchla jako supernova.

Ačkoli poslední výbuch obyčejné hvězdy není tak silný jako exploze supernovy, i tento může vytvořit pohlednou show. Na snímcích vypadají jako namalované nějakým umělcem. Hýří barvami a všelijakými fantastickými tvary. HST odhalil velké podrobnosti v těchto strukturách, kterým říkáme planetární mlhoviny. Snímky ukazují výtrysky plynu ve tvaru povrchu trávníku, které jsou vyvrhovány hvězdou stejně jako plyny vycházející z trysek raket.

Jedinečný pohled do sluneční soustavy

Pád komety na Jupitera, skvrnitý povrch Pluta, mamutí kráter na planetce Vesta a nové měsíce obíhající kolem Saturnu. To jsou jen některé z důležitých objevů zaznamenaných v naší soustavě Hubbleovým kosmickým dalekohledem.

HST monitoroval Jupitera, když docházelo ke srážce 21 fragmentů rozpadlé komety Shoemaker-Levy 9 s touto největší planetou sluneční soustavy. Vždy po páru některého z fragmentů do Jupiterovy atmosféry, pozoroval HST vzedmutí prachu připomínající pověstný "atomový hřib". Takové detailní záběry, jaké poskytl HST by nemohl žádný jiný pozemský dalekohled pořídit.

HST také udělal kompletní vizuální a ultrafialový pohled na ovál kolem Jupitera zvaný polární záře. Snímky pořízené přístroji WFPC2 a STIS ukazují polární záři nad severním a jižním pólem planety. Snímky zaznamenaly denní změny v jasnosti polární záře. Zjistilo se také, že Jupiterova družice Io se pohybuje a je přímo ovlivňována jeho magnetickým polem.

Ganymedes, Jupiterův největší měsíc, si vyrábí ozón. Toto zjištění na základě spektroskopie z HST, může znamenat, že má Ganymedes řídkou kyslíkovou atmosféru. HST také detekoval řídkou kyslíkovou atmosféru na Jupiterově družici Europě.

Pluto, titěrná, nejvzdálenější planeta od Slunce je tak daleko, že žádný dalekohled nebyl schopen spatřit detaily na jeho povrchu. Podařilo se to až HST. Ukázalo se tak, že má Pluto proměnný povrch, posetý světlými a tmavými oblastmi.

HST také odhalil ohromný kráter na planetce Vesta. Tento kráter je 456 kilometrů široký. Celá Vesta má průměr jen 528 km. Astronomové se domnívají, že při dopadu tělesa na planetku, které tento kráter vytvořilo, byla část Vesty vyražena z jejího povrchu a zbytky těchto úlomků mohly dopadnout na Zemi.

(podle informací z NASA z 4.1998 přeložil PS)

INFRAČERVENÝ POHLED NA SATURN

U příležitosti osmi let od vypuštění Hubbleova vesmírného dalekohledu byl pořízen snímek Saturnu přístrojem Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Tato fotografie byla pořízena 4.1.1998 a ukazuje jak planeta odráží infračervené světlo. Na tomto snímku jsou vidět detaily mraků a mlžných oparů v Saturnově atmosféře.

Modrá barva znázorňuje hlavní vrstvu mraků. Různé odstíny modré jsou způsobeny změnou velikosti nebo chemického složení částic v mracích. Domníváme se, že tyto částice jsou tvořeny ledovými krystalky amoniaku. Většina atmosféry nad severní polokoulí, která je vidět nad prstencem je poměrně průzračná. Tmavá oblast kolem jižního pólu (dole) znázorňuje velkou trhlinu v hlavní vrstvě mraků.

Zelená a žlutá barva znázorňuje mlžné opary nad hlavní vrstvou mraků. Zelená barva je v místech, kde jsou mlžné opary řídké, a žlutá barva je tam, kde jsou husté. Většina jižní polokoule je zcela potažená mlžným oparem. Tyto vrstvy jsou seskupeny podél čar odpovídajících zeměpisné šířce, což odpovídá tomu, že na Saturnu vanou větry od východu k západu.

Červená a oranžová barva znázorňuje mraky v horních vrstvách atmosféry. Červená barva ukazuje vrstvy, které jsou výše než ty, kterým odpovídá barva oranžová.

Bílá barva odpovídá nejhustším oblastem kolem rovníku, kde zuří dvě bouře. Menší z bouří vlevo je velká asi jako Země. Větší z bouří byla zaznamenána na Saturnu v letech 1990 až 1994.

Prstence vytvořené z kusů ledu jsou bílé na snímcích pořízených ve vizuálním oboru. Na infračerveném snímku jsou patrné různé odstíny. Nejnápadnější je hnědá barva u vnitřního prstence. Prstence vrhají své stíny na Saturn. Jasný pás v tomto stínu, vznikl tam, kde jsou prstence rozděleny (tzv. Cassiniho dělení) a sluneční světlo jimi může procházet. tento úkaz je jen řídce pozorovatelný. Další taková příležitost nastane až v roce 2006.

Na snímku jsou také zachyceny dva Saturnovy měsíce. Vlevo je to Dione a vpravo nahoře Tethys. Tethys právě končí svou cestu přes disk Saturnu. Družice mají různé barvy, což znamená, že jejich povrchy mají rozdílné chemické složení.

Snímek je složen ze tří exposic a byl pořízen na těchto vlnových délkách: 0.4 mikrometrů - modrá, 0.5 - zelená a 0.6 - červená (viditelné záření) a 1.0 - modrá, 1.8 - zelená a 2.1 - červená (infračervené záření). Všechno toto záření je jen odražené sluneční světlo. Saturn sám září na vlnové délce 4 mikrometry.

(podle relace NASA z 23.4.1998 a snímku STScI-PRC98-18 připravil PS)