Серия «Переосмысление»

Глядя в небо, невооруженным глазом, мы сможем увидеть лишь 5000-6000 звезд, по половине на каждое полушарие земли. Для создания впечатления, перед непросвещёнными, вполне достаточно, но этого недостаточно для утоления жажды знаний в душе. Начали строить обсерватории и телескопы далеко в глуши, чтобы не получать негативного эффекта от светового загрязнения. Но это все равно что смотреть через грязное стекло, так как атмосфера — не просто воздух, а постоянно движущаяся, турбулентная среда, искажающая свет и частицы пыли отражающие свет. И даже запуски телескопов на воздушных шарах не возымели должного эфекта. На сцену выходят ученые авантюристы, которые решают вывести на орбиту, нашего родного геоида, сегодняшнего именинника, автоматическую орбитальную обсерваторию, космический телескоп «Хаббл». 24 апреля 1990 года, был запущен на орбиту на борту шаттла «Дискавери», благодаря NASA и ЕКА.

Настало время человечеству прозреть и взглянуть туда где мы были и будем, но мы бы тут не собрались, если было бы все гладко. Практически сразу после запуска выяснилось: главное зеркало телескопа имеет микроскопический дефект (искривление в 2,2 микрона весьма критично для телескопа). Настолько малый, что на Земле его не заметили, но достаточный, чтобы изображения оказались размытыми, Хаббл оказался близоруким, что иронично если твоя основная задача смотреть за горизонт знаний. Для проекта стоимостью миллиарды долларов это звучало как катастрофа.

В 1993 году астронавты провели одну из самых сложных ремонтных миссий в истории: на орбите телескопу фактически «надели очки», добавили систему корректирующей оптики COSTAR. И «Хаббл» начал видеть так, как и задумывалось и это был фурор на десятилетия.

Что он нам показал

1. Вселенная расширяется быстрее, чем мы думали

«Хаббл» помог уточнить значение постоянной Хаббла параметра, определяющего скорость расширения Вселенной. Более того, его наблюдения сверхновых привели к неожиданному выводу: расширение не замедляется и не находится в покое, а расширяется с постоянным ускорением. Это открытие фактически ввело в науку понятие тёмной энергии. Так как не создается новых "частиц", а расстояние между объектами увеличивается, что же его заполняет? Вот вот.

2. Кто в центре галактик

Оказалось центре большинства галактик, их безумно много, находится сверхмассивная черная дыра, это удивило. Но потом увидели Квазар. Квазар — это сверхъяркое ядро далёкой галактики, в центре которого находится сверхмассивная чёрная дыра. Но важный момент когда мы смотрим на квазар видим не саму чёрную дыру, а то, как она «ест».

Когда материя падает в чёрную дыру она закручивается в аккреционный диск, далее разогревается до миллионов градусов и начинает светиться сильнее, чем вся галактика. Иногда формируются джеты — струи плазмы, выбрасываемые на тысячи световых лет.

3. Гости нашей системы

Их было не много за время наблюдений, и да, они прибыли из-за пределов солнечной системы.

2017 год ʻOumuamua, это первый в истории официально подтвержденный межзвездный объект, пролетевший через нашу Солнечную систему. В 2019 год 2I/Borisov, «нормальная» межзвёздная комета, как чужак из Outer Wilds. С помощью телескопа удалось проследить их траекторию и изучить. Гости пролетели сквозь систему, оставили много вопросов и немного шума в инфороле, так как вели себя по разному и из состав кардинально отличался.

4. Глубокие поля — взгляд в прошлое

Одна из самых известных серий наблюдений — «глубокие поля». Телескоп смотрел в крошечный участок неба, где, казалось, ничего нет. Результатом было обнаружение тысяч галактик, каждая из которых находится на расстоянии в миллиарды световых лет. То есть мы увидели Вселенную такой, какой она была миллиарды лет назад, так как свет все это время был в пути. Археология космоса.

5. Рождение и смерть звёзд

«Хаббл» показал, что звёзды — не статичные точки, а живые процессы:

• гигантские облака газа, где формируются новые светила;

• взрывы сверхновых;

• планетарные туманности — остатки погибших звёзд.

И всё это с детализацией, которую раньше можно было только моделировать. С помощью телескопа создавались невероятно детализированные области космоса состоящие из тысяч снимков. Рождение планет, не менее прекрасно их увядания. Они не исчезают бесследно, он становятся частью нового, не менее грандиозного. Один из примеров, астрономическое явление двойная звездная система, в которой два объекта (звезды, белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры) находятся в тесной гравитационной связи.

• «Танцуют»: Это гравитационный танец, при котором светила вращаются вокруг общего центра масс (барицентра). В тесных системах они могут обмениваться веществом, образуя аккреционные диски. Танец может длиться миллиарды лет.

• «Уничтожают»: В результате этого «танца» происходят катастрофические процессы:

  • Слияние: Две звезды сталкиваются и сливаются в одну, что часто сопровождается мощнейшим взрывом (например, килонова или гамма-всплеск).

  • Сверхновая: Один объект может «пожирать» вещество другого (аккреция), пока не превысит критическую массу и не взорвется как сверхновая типа Ia.

  • Уничтожение планетарных систем: Гравитационные возмущения в такой системе могут разрушить любые планеты, находящиеся рядом.

6. Экзопланеты и атмосферы

Хотя «Хаббл» не создавался как специализированный инструмент для поиска планет, он внёс огромный вклад в изучение экзопланет. То есть мы начали не просто находить миры, мы начали их «читать».

Хаббл позволил изменить саму культуру восприятия космоса. До него Вселенная была чем-то абстрактным, описанным формулами. С ним она стала визуальной, смогли увидеть «Столпы творения», туманности, столкновения галактик.

7. Текущие проблемы

• деградация приборов,

• устаревшая электроника,

• всё более сложное обслуживание.

Но в отличие от дальних аппаратов, «Хаббл» находится на орбите Земли — и именно поэтому его удавалось модернизировать. Последняя миссия обслуживания состоялась в 2009 году. С тех пор он работает автономно и поживает весьма не дурно.

Единственный способ определить границы возможного — выйти за эти границы.

Артур Кларк (с)

«Хаббл» не сделал Вселенную ближе. Он сделал её понятнее. С днем рождения, дорогой друг.

Разумеется с 2021 года трудится его боле подкаченный младший брат, Космический телескоп «Джеймс Уэ́бб», который еще покажет где квазары зимуют.

Многоуважаемые 39 подписчиков, @Memberpk, @ChloeGirl, @chespo, @Diamond4KG, и заблудшие ценители космоса надеюсь Вам было интересно.

Было упущено много моментов. Какие были внедрены инновации, да и в целом как он устроен и как обслуживался. Как искали оптическую компанию которая сможет сделать корректирующие линзы для устранения дефекта, хотя пациент находился на орбите и точный диагноз было не легко определить. Как ликовал весь зал пункта управления, когда изображение стало значительно лучше и началась эра открытий. Как простые люди и астронавты писали письма, просили продолжить обслуживание Хаббла, но это было очень рисковано для экипажей, сложность траекторий телескопа и корабля, в случае поломки у них бы не было запасного шанса. Если интересно, в комментариях обсудим.

Сайт где можно подробно изучить гостей и просто кометы. Очень залипательно, полноценный 3D вид. https://science.nasa.gov/solar-system/comets/

И после того как он выполнил свою первоначальную задачу, ему назначили следующую, как самому активному, выход за пределы гелиосферы.

Ключевой момент:
в 2012 году «Вояджер-1» стал первым аппаратом, пересёкшим гелиопаузу — границу, где солнечный ветер уступает межзвёздной среде.

Вот тут внимательно, это важно и интересно. Мало того что мы несемся на "камне" относительно нашего родного светила со скоростью 107 200 км/ч, наша Солнечная система движется относительно вокруг центра галактики "Млечный путь" со скоростью примерно 720 000 – 900 000 км/ч. И когда наша солнечная система несется в космосе, она толкает перед собой более жёсткую и малоизученную среду, тем самым защищая нас от ее влияния. А там весь фарш кошмаров любителей фантастики. Поток высокоэнергетических частиц значительно выше, это тяжёлые ионы и протоны с энергией, способной пробивать материалы и ткани. Это "радиация" выкрученная очень сильно, для человека это предполагает резкий рост онкологии, разрушение ДНК, для техники деградация электроники, сбои электроники и разрушение материалов. В данном случае тяжелая обшивка уже не спасает. За пределами еще выше плотность межзвёздной плазмы иная структура магнитных полей, что влечет сложность в навигации. А еще много пыли, но не та что под кроватью, а та что несется в космосе с бешенной скоростью и не считается с теми с кем сталкивается. Некоторые методы работающие не то что на земле, а в Солнечной системе уже не работают или работают, но не корректно, накапливая ошибки и сбои.

Интересно что после пересечения условной границы, условной потому что, там нет КПП и нет четкого разделения, магнитное поле не «перевернулось» резко, как предполагали, а плавно изменило характеристики — это стало неожиданностью и скорректировало модели гелиосферы.

Что увидел у Юпитера:

• впервые подробно зафиксированы атмосферные структуры и турбулентность;

• главное открытие — активные вулканы на Ио (первое обнаружение действующего вулканизма вне Земли);

• уточнена структура магнитосферы и радиационных поясов.

Сатурна:

• детализирована структура колец — они оказались сложной системой тысяч тонких колец;

• исследован спутник Титан — обнаружена плотная атмосфера (это повлияло на решение изменить траекторию и отказаться от дальнейшего пролёта к Урану ради более близкого изучения Титана).

По итогу столкнулся со сложностями:

• экстремально слабый сигнал (идёт более 20 часов в одну сторону);

• постепенное отключение приборов из-за нехватки энергии (об этом писал в предыдущем посте);

• деградация оборудования, которое работает уже почти 50 лет;

• необходимость постоянно перепрограммировать систему с Земли для продления жизни миссии.

«Вояджер-2». Запущен 20 августа 1977 года. Его траектория была более сложной и амбициозной: он стал единственным аппаратом, посетившим все четыре планеты-гиганта.

Направление — «вниз» относительно плоскости Солнечной системы (в южное полушарие гелиосферы), что в итоге дало возможность сравнить структуру гелиосферы в разных направлениях.

Текущее расстояние — более 20 миллиардов километров (около 135 а.е.).

Во время посещения Юпитера и Сатурна:

• подтвердил и расширил данные «Вояджера-1»;

• обнаружил дополнительные детали магнитных полей и спутников.

• Уран имеет экстремальный наклон оси (≈98°) — планета как будто «лежит на боку»;

• магнитное поле оказалось сильно смещённым и наклонённым — это разрушило классические представления о планетарных магнитосферах;

• открыты новые кольца и спутники.

• У Нептуна обнаружены самые сильные ветры в Солнечной системе (сверхзвуковые);

• изучено «Большое тёмное пятно»;

• открыт активный мир — Тритон:

  • азотные гейзеры;

  • геологическая активность при экстремально низких температурах.

После этого «Вояджер-2» также начал движение к границе гелиосферы.

Ключевой момент:
в 2018 году он пересёк гелиопаузу, но в другой области, чем «Вояджер-1».

Что это дало:

• впервые получено «двустороннее» измерение границы гелиосферы;

• подтверждено, что гелиосфера асимметрична (не идеальный шар);

• зафиксированы отличия в плотности, температуре и поведении плазмы в разных направлениях;

• данные помогли понять, как солнечный ветер взаимодействует с межзвёздной средой.

Что это значит в целом

«Вояджеры» сделали сразу несколько прорывов:

1. Превратили внешнюю Солнечную систему из «теоретической» в наблюдаемую и детально описанную.

2. Показали, что планеты и их спутники — динамичные, активные миры.

3. Впервые дали прямые данные о границе влияния Солнца.

4. Подтвердили, что межзвёздное пространство — не пустота, а физически насыщенная среда.

Они доказали, что человечество способно создавать объекты, которые переживают поколения своих создателей и продолжают расширять границы знания далеко за пределами того, где когда-либо будет человек.

У вас над головой галактики взрываются, а вы на понедельники жалуетесь

P.S. Отличная статья и источник данной картинки https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/zemlya_i_vselennaya/200...