Teleskop Angkasa Hubble: Astronomer Kongsi 17 dari Foto-foto Angkasa Terbaik

Dalam ciri khas ini, kami telah menjemput ahli astronomi terkemuka untuk menonjolkan imej Teleskop Angkasa Hubble yang mempunyai kaitan yang paling saintifik kepada mereka. Gambar-gambar yang mereka pilih tidak semestinya tembakan kemuliaan berwarna-warni yang mengisi galeri "terbaik" di sekeliling internet, tetapi impak mereka datang dalam pandangan saintifik yang mereka nyatakan.

Tanya Hill, Muzium Victoria

Objek astronomi kegemaran saya sepanjang masa adalah Orion Nebula - awan gas yang indah dan berdekatan yang secara aktif membentuk bintang. Saya adalah seorang pelajar sekolah menengah ketika saya mula-mula melihat nebula melalui teleskop kecil dan memberi saya satu pencapaian untuk menunjuk teleskop secara manual ke arah yang betul dan, selepas sedikit berburu, akhirnya mengesannya di dalam langit (tiada butang "go-to" automatik pada teleskop itu).

Sudah tentu, apa yang saya lihat pada malam yang lalu adalah awan gas yang sangat halus dan menarik dalam warna hitam dan putih. Salah satu perkara yang indah yang dilakukan oleh Hubble adalah untuk mendedahkan warna-warna alam semesta. Dan imej Orion Nebula ini, adalah peluang terbaik kita untuk membayangkan apa yang akan kelihatan seperti jika kita mungkin boleh pergi ke sana dan melihatnya dekat.

Begitu banyak imej Hubble telah menjadi ikon, dan bagi saya, kegembiraan melihat imej yang indah membawa sains dan seni bersama-sama dengan cara yang melibatkan orang ramai. Pintu masuk ke pejabat saya, mempunyai satu salinan besar imej ini diletakkan pada dinding 4m lebar dan tinggi 2.5m. Saya boleh memberitahu anda, itu cara yang baik untuk memulakan setiap hari bekerja.

Michael Brown, Universiti Monash

Kesan serpihan Comet Shoemaker Levy 9 dengan Musytari pada Julai 1994 adalah kali pertama para astronom memberi amaran terlebih dahulu mengenai perlanggaran planet. Banyak teleskop di dunia, termasuk Hubble yang baru diperbaiki, mengubah pandangan mereka ke planet gergasi.

Kejatuhan komet juga merupakan pengalaman profesional pertama saya dalam astronomi pemerhatian. Dari kubah yang bening di Gunung Stromlo, kami berharap dapat melihat bulan-bulan Musytari mencerminkan cahaya dari serpihan komet yang merebak ke sisi jauh Musytari. Malangnya, kita tidak melihat cahaya terang dari bulan-bulan Musytari.

Walau bagaimanapun, Hubble mendapat pandangan yang luar biasa dan tidak dijangka. Kesan di sisi jauh Musytari menghasilkan bulu-bulu yang naik begitu jauh di atas awan Jupiter yang secara ringkasnya dilihat dari Bumi.

Apabila Jupiter diputar pada paksi, parut gelap besar kelihatan. Setiap parut adalah akibat dari kesan serpihan komet, dan beberapa parut adalah lebih besar diameter daripada bulan kita. Bagi para astronom di seluruh dunia, ia adalah penglihatan rahang.

William Kurth, University of Iowa

Sepasang gambar ini menunjukkan persembahan cahaya aurora ultraviolet yang hebat yang berlaku berhampiran kutub utara Saturn pada tahun 2013. Kedua-dua imej itu diambil hanya 18 jam, tetapi menunjukkan perubahan kecerahan dan bentuk aurora. Kami menggunakan imej ini untuk lebih memahami berapa banyak impak angin solar di auroras.

Kami menggunakan gambar-gambar Hubble seperti ini yang diperoleh oleh rakan-rakan astronomi saya untuk memantau auroras semasa menggunakan kapal angkasa Cassini, di orbit sekitar Saturn, untuk melihat pelepasan radio yang berkaitan dengan lampu. Kami dapat menentukan bahawa kecerahan auroras berkorelasi dengan intensiti radio yang lebih tinggi.

Oleh itu, saya boleh menggunakan pemerhatian radio berterusan Cassini untuk memberitahu saya sama ada atau tidak aurora aktif, walaupun kita tidak selalu mempunyai imej untuk dilihat. Ini adalah usaha yang besar termasuk penyiasat Cassini dan ahli astronomi yang berpusat di Bumi.

John Clarke, Universiti Boston

Imej jauh ultraviolet Aurora utara ini menunjukkan peningkatan yang mantap dalam keupayaan alat saintifik Hubble. Gambar Spektrum Penginderaan Teleskop Angkasa (STIS) menunjukkan, untuk pertama kalinya, pelepasan penuh auroral yang baru kita mulai mengerti.

Kamera Wide Field Camera 2 (WFPC2) sebelumnya telah menunjukkan bahawa pelepasan auroral Musytari diputar dengan planet ini, dan bukannya ditetapkan dengan arah ke matahari, sehingga Jupiter tidak berperilaku seperti Bumi.

Kami tahu bahawa terdapat aurora dari arus mega-ampere yang mengalir dari Io di sepanjang medan magnet ke Jupiter, tetapi kami tidak pasti ini akan berlaku dengan satelit-satelit lain. Walaupun terdapat banyak imej ultraviolet Jupiter yang diambil dengan STIS, saya suka ini kerana ia jelas menunjukkan pelepasan auroral dari jejak magnetik dari bulan-bulan Musytari Io, Europa, dan Ganymede, dan pelepasan Io dengan jelas menunjukkan ketinggian tirai auroral. Bagi saya, ia kelihatan tiga dimensi.

Fred Watson, Balai Cerap Astronomi Australia

Lihatlah gambar-gambar planet kerdil ini, Pluto, yang memperlihatkan terperinci pada keupayaan sempit kemampuan Hubble. Beberapa hari dari sekarang, mereka akan menjadi topi lama, dan tidak ada yang akan mengganggu melihat mereka lagi.

Mengapa? Kerana pada awal Mei, kapal angkasa New Horizons akan cukup dekat untuk Pluto untuk kameranya untuk mendedahkan terperinci yang lebih baik, kerana kraf itu hampir menjangkau 14 Julai.

Namun urutan gambar ini - sejak awal 2000-an - telah memberi para saintis planet pandangan terbaik mereka sehingga kini, warna-warna beraneka warna mendedahkan variasi halus dalam kimia permukaan Pluto. Rantau kekuningan yang menonjol dalam imej tengah, sebagai contoh, mempunyai kelebihan karbon monoksida beku. Mengapa itu tidak diketahui.

Imej Hubble semuanya lebih mengagumkan memandangkan Pluto hanya 2/3 diameter bulan kita sendiri, tetapi hampir 13,000 kali lebih jauh.

Chris Tinney, Universiti New South Wales

Saya pernah menyeret isteriku ke pejabat saya dengan bangga menunjukkan hasil pengamatan pencitraan yang dibuat di Teleskop Anglo-Australia dengan pemancar 8,192 x 8,192 piksel yang baru dan (kemudian). Imej-imej itu begitu besar, mereka terpaksa dicetak pada banyak halaman A4, dan kemudian bersatu untuk membuat peta hitam-putih yang besar dari sekelompok galaksi yang menutup seluruh dinding.

Saya telah dihancurkan ketika dia melihat satu dan berkata: "Sepertinya seperti acuan."

Yang hanya pergi untuk menunjukkan sains yang terbaik tidak selalu yang paling cantik.

Pilihan saya dari imej terbesar dari HST adalah satu lagi imej hitam-putih dari 2012 yang juga "kelihatan seperti acuan". Tetapi dikebumikan di tengah-tengah imej itu adalah titik pengsan yang nampaknya tidak biasa. Walau bagaimanapun ia mewakili pengesanan disahkan contoh paling sejuk daripada kerdil coklat kemudian ditemui. Objek yang mengintai kurang daripada 10 parsec (32.6 tahun cahaya) dari matahari dengan suhu kira-kira 350 Kelvin (77 darjah Celsius) - lebih sejuk daripada secawan teh!

Dan hingga ke hari ini, ia masih menjadi salah satu objek padat yang paling sejuk yang kita ketahui di luar sistem suria kita.

Lucas Macri, Texas A & M University

Pada tahun 2004, saya adalah sebahagian daripada pasukan yang menggunakan Kamera Canggih untuk Surveys (ACS) yang dipasang baru-baru ini di Hubble untuk melihat kawasan kecil cakera galaksi spiral yang berdekatan (Messier 106) pada 12 kali berasingan dalam masa 45 hari. Pemerhatian ini membenarkan kami untuk mengetahui lebih daripada 200 pembolehubah Cepheid, yang sangat berguna untuk mengukur jarak ke galaksi dan akhirnya menentukan kadar pengembangan alam semesta (dengan sewajarnya menamakan pemalar Hubble).

Kaedah ini memerlukan penentukuran yang tepat untuk pencahayaan Cepheid, yang boleh dilakukan di Messier 106 berkat estimasi yang sangat tepat dan tepat dari jarak ke galaksi ini (24.8 juta tahun cahaya, memberi atau mengambil 3%) yang diperoleh melalui pemerhatian air radio awan yang mengorbit lubang hitam besar di pusatnya (tidak termasuk dalam imej).

Beberapa tahun kemudian, saya terlibat dalam projek lain yang menggunakan pemerhatian ini sebagai langkah pertama dalam tangga jarak kosmik yang teguh dan menentukan nilai pemalar Hubble dengan ketidakpastian sebanyak 3%.

Howard Bond, Pennsylvania State University

Salah satu imej yang paling menggembirakan saya - walaupun ia tidak pernah menjadi terkenal - adalah yang pertama kami dalam gema cahaya di sekitar bintang letupan aneh V838 Monocerotis. Letusannya ditemui pada Januari 2002, dan gema cahayanya ditemui kira-kira sebulan kemudian, dari teleskop berasaskan tanah kecil.

Walaupun cahaya dari letupan bergerak terus ke Bumi, ia juga keluar ke sisi, mencerminkan habuk yang berdekatan, dan tiba di Bumi kemudian, menghasilkan "echo."

Angkasawan telah melayan Hubble pada bulan Mac 2002, memasang Advanced Camera for Surveys (ACS) baru. Pada bulan April, kami adalah yang pertama menggunakan ACS untuk pemerhatian sains.

Saya selalu suka berfikir bahawa NASA entah bagaimana tahu bahawa cahaya dari V838 sedang dalam perjalanan kepada kita dari 20,000 tahun cahaya jauh, dan mendapat ACS dipasang tepat pada waktunya! Imej itu, walaupun hanya dalam satu warna, sangat mengagumkan. Kami mendapat lebih banyak pemerhatian Hubble dari gema sepanjang dekad berikutnya, dan mereka adalah yang paling hebat dari semua, dan SANGAT terkenal, tetapi saya masih ingat menjadi kagum apabila saya melihat yang pertama.

Philip Kaaret, University of Iowa

Galaksi membentuk bintang. Sebahagian daripada bintang-bintang itu mengakhiri kehidupan mereka yang "biasa" dengan runtuh ke dalam lubang hitam, tetapi kemudian memulakan kehidupan baru sebagai pemancar sinar-X yang kuat yang dihidupkan oleh gas yang dihisap dari bintang pengiring.

Saya memperoleh imej Hubble ini (merah) dari galaksi Medusa untuk lebih memahami hubungan antara binari X-ray lubang hitam dan pembentukan bintang. Penampilan Medusa muncul kerana ia adalah perlanggaran di antara dua galaksi - "rambut" adalah sisa-sisa galaksi yang terkoyak oleh graviti yang lain. Biru dalam imej itu menunjukkan X-ray, yang dicatatkan dengan Observatorium X-ray Chandra. Titik biru adalah binari lubang hitam.

Kerja awal telah mencadangkan bahawa bilangan binari X-ray hanya berkadar dengan kadar di mana bintang galaksi membentuk bintang. Imej-imej Medusa ini membolehkan kita menunjukkan bahawa hubungan yang sama memegang, bahkan di tengah-tengah perlanggaran galaksi.

Mike Eracleous, Pennsylvania State University

Beberapa imej Teleskop Angkasa Hubble yang menarik perhatian saya menunjukkan banyak interaksi dan penggabungan galaksi, seperti Antena (NGC 4038 dan NGC 4039), Tikus (NGC 4676), galaksi Cartwheel (ESO 350-40), dan ramai yang lain tanpa nama samaran.

Contoh-contoh ini adalah contoh peristiwa ganas yang biasa terjadi dalam evolusi galaksi. Imej-imej itu memberikan kami terperinci indah tentang apa yang berlaku semasa interaksi ini: penyimpangan galaksi, penyaluran gas ke arah pusat mereka, dan pembentukan bintang-bintang.

Saya dapati imej-imej ini sangat berguna apabila saya menerangkan kepada orang ramai konteks penyelidikan saya sendiri, pertambahan gas oleh lubang hitam supermasif di pusat-pusat galaksi sedemikian. Terutama kemas dan berguna ialah video yang disusun oleh Frank Summers di Institut Sains Angkasa Angkasa (STScI), yang menggambarkan apa yang kita pelajari dengan membandingkan imej sedemikian dengan model perlanggaran galaksi.

Michael Drinkwater, University of Queensland

Simulasi komputer terbaik kami memberitahu kami galaksi tumbuh dengan bertabrakan dan menggabungkan antara satu sama lain. Begitu juga, teori-teori kita memberitahu kita bahawa apabila dua galaksi lingkaran berlanggar, mereka harus membentuk galaksi elips besar. Tetapi sebenarnya melihatnya berlaku adalah satu lagi cerita!

Imej Hubble yang indah ini telah menangkap perlanggaran galaksi dalam tindakan. Ini bukan hanya memberitahu kami bahawa ramalan kami adalah baik, tetapi ia membolehkan kami mula membuat butiran kerana kami dapat melihat apa yang sebenarnya berlaku.

Terdapat bunga api pembentukan bintang baru yang dicetuskan apabila awan gas bertabrakan dan gangguan besar berlaku ketika lengan spiral pecah. Kami mempunyai banyak cara untuk pergi sebelum kita akan memahami sepenuhnya bagaimana galaksi besar terbentuk, tetapi imej seperti ini menunjukkan cara.

Roberto Soria, Universiti ICRAR-Curtin

Ini adalah pandangan resolusi tertinggi jet yang collimated yang dikuasai oleh lubang hitam supermasif dalam nukleus galaksi M87 (galaksi terbesar dalam Virgo Cluster, 55 juta tahun cahaya dari kami).

Jet keluar dari kawasan plasma panas yang mengelilingi lubang hitam (kiri atas) dan kita dapat melihatnya menembusi galaksi, lebih kurang 6,000 tahun cahaya. Lampu putih / ungu jet dalam imej yang menakjubkan ini dihasilkan oleh aliran elektron yang melingkari garis medan magnet pada kelajuan kira-kira 98% dari kelajuan cahaya.

Memahami bajet tenaga lubang hitam adalah masalah yang mencabar dan menarik dalam astrofizik. Apabila gas jatuh ke dalam lubang hitam, sejumlah besar tenaga dilepaskan dalam bentuk cahaya, X-ray, dan jet elektron dan positron yang bergerak hampir pada kelajuan cahaya. Dengan Hubble, kita dapat mengukur saiz lubang hitam (seribu kali lebih besar daripada lubang hitam pusat galaksi kita), tenaga dan kelajuan jetnya, dan struktur medan magnet yang mencukupi.

Jane Charlton, Pennsylvania State University

Apabila cadangan Teleskop Angkasa Hubble saya diterima pada tahun 1998, ia merupakan satu keseronokan terbesar dalam hidup saya. Untuk membayangkan bahawa, untuk saya, teleskop akan menangkap Stephan's Quintet, sekumpulan galaksi yang padat!

Sepanjang tahun bilion tahun berikutnya galaksi Stephan's Quintet akan terus dalam tarian megah mereka, dipandu oleh tarikan graviti masing-masing. Akhirnya, mereka akan bergabung, mengubah bentuk mereka, dan akhirnya menjadi satu.

Sejak itu kami telah melihat beberapa kumpulan galaksi kompak yang lain dengan Hubble, tetapi Stephan's Quintet akan sentiasa istimewa kerana gasnya telah dibebaskan dari galaksi-galaksi dan menyala dalam pembentukan bintang-bintang dramatik pembentukan bintang. Apa yang baik untuk hidup pada masa yang kita boleh membina Hubble dan mendorong minda kita untuk melihat makna isyarat ini dari alam semesta kita. Terima kasih kepada semua wira yang membuat dan mengekalkan Hubble.

Geraint Lewis, University of Sydney

Apabila Hubble dilancarkan pada tahun 1990, saya telah memulakan Ph.D. mengkaji ke dalam lensa graviti, tindakan membengkokkan massa jalan cahaya cahaya ketika mereka melintasi alam semesta.

Imej Hubble dari gugus galaksi besar, Abell 2218, membawa lensa gravitasi ini menjadi tumpuan tajam, mengungkapkan bagaimana kuantitas besar materi gelap hadir dalam cluster - perkara yang mengikat banyak beratus galaksi bersama - memperbesar cahaya dari sumber banyak kali jauh.

Ketika anda menatap secara mendalam ke dalam imej, gambar-gambar yang sangat besar ini kelihatan seperti garis-garis kecil yang tipis, pandangan gumpalan bayi yang menyimpang yang biasanya tidak mungkin dapat dikesan.

Ia memberi anda jeda untuk berfikir bahawa lensa graviti seperti itu, bertindak sebagai teleskop semula jadi, menggunakan tarikan graviti dari benda tak kelihatan untuk mendedahkan terperinci alam semesta yang tidak dapat kita lihat!

Rachel Webster, Universiti Melbourne

Lensa graviti adalah manifestasi luar biasa kesan jisim pada bentuk ruang-waktu di alam semesta kita. Pada dasarnya, di mana terdapat jisim, ruang melengkung, dan begitu objek yang dilihat di kejauhan, melampaui struktur jisim ini, mempunyai imej mereka terdistorsi.

Ia agak seperti fatamorgana; sesungguhnya ini adalah istilah penggunaan Perancis untuk kesan ini. Pada hari-hari awal Teleskop Angkasa Hubble, imej muncul dari kesan kanta dari sekumpulan galaksi besar-besaran: galaksi latar belakang yang kecil telah diregangkan dan terdistorsi tetapi memeluk cluster, hampir seperti sepasang tangan.

Saya terkejut. Ini adalah penghormatan kepada resolusi luar biasa teleskop, beroperasi jauh di atas atmosfer bumi. Dilihat dari tanah, cahaya nipis yang luar biasa ini akan dibuang dan tidak dapat dibezakan dari bunyi latar belakang.

Kelas astrofizik tahun ketiga saya menjelajah 100 Tembakan Top Hubble, dan mereka sangat terkesan dengan warna-warna yang luar biasa, tetapi awan gas. Walau bagaimanapun, saya tidak boleh melepasi imej yang memaparkan kesan jisim pada fabrik semesta alam kita.

Kim-Vy Tran, Texas A & M

Dengan Relativiti Am, Einstein menganggap bahawa perkara berubah dalam ruang masa dan boleh membengkokkan cahaya. Akibat yang menarik ialah objek yang sangat besar di alam semesta akan membesarkan cahaya dari galaksi jauh, pada dasarnya menjadi teleskop kosmik.

Dengan Teleskop Angkasa Hubble, kami kini memanfaatkan keupayaan berkuasa ini untuk kembali semula ke masa untuk mencari galaksi yang pertama.

Imej Hubble ini menunjukkan sarang galaksi yang mempunyai massa yang mencukupi untuk membengkokkan cahaya dari galaksi yang sangat jauh ke arka yang terang. Projek pertama saya sebagai pelajar siswazah adalah mengkaji objek-objek luar biasa ini, dan saya masih menggunakan Hubble hari ini untuk meneroka sifat-sifat galaksi di seluruh masa kosmik.

Alan Duffy, Universiti Teknologi Swinburne

Untuk mata manusia, langit malam dalam imej ini benar-benar kosong. Rantau kecil tidak lebih tebal daripada sebiji beras yang dipegang pada panjang lengan. Teleskop Angkasa Hubble ditunjuk di rantau ini selama 12 hari penuh, membiarkan cahaya melanda pengesan dan perlahan-lahan, satu demi satu, galaksi muncul, sehingga seluruh imej dipenuhi dengan 10,000 galaksi yang meluas sepanjang jalan di seluruh alam semesta.

Yang paling jauh adalah titik-titik merah yang kecil berpuluh-puluh bilion tahun cahaya, sejak beberapa ratus juta tahun selepas Big Bang. Nilai saintifik imej tunggal ini sangat besar. Ia merevolusikan teori-teori kita tentang bagaimana galaksi awal boleh membentuk dan bagaimana dengan cepatnya mereka dapat berkembang. Sejarah alam semesta kita, serta pelbagai bentuk dan saiz galaksi yang kaya, terkandung dalam imej tunggal.

Kepada saya, yang benar-benar membuat gambar ini luar biasa adalah ia memberikan gambaran ke dalam skala alam semesta kita yang kelihatan. Banyak galaksi di kawasan yang sangat kecil menunjukkan bahawa ada 100 ribu juta galaksi di seluruh langit malam. Satu keseluruhan galaksi untuk setiap bintang di Bima Sakti kita!

James Bullock, University of California, Irvine

Inilah yang dikatakan oleh Hubble. Satu pandangan yang mengagumkan dan mengagumkan dapat menampakkan lebih banyak tentang Alam Semesta kita: masa lalu yang jauh, perhimpunan yang berterusan, dan juga undang-undang fizikal asas yang mengikat semuanya.

Kami sedang mengintip di tengah-tengah kumpulan galaksi yang berkerumun. Bola putih yang bercahaya itu adalah galaksi gergasi yang mendominasi pusat kluster. Lihatlah dengan teliti dan anda akan melihat ricih cahaya putih yang ripped off dari mereka! Kelompok ini bertindak seperti pengadun graviti, menghasilkan banyak galaksi individu ke dalam awan bintang tunggal.

Tetapi kumpulan itu sendiri hanyalah bab pertama dalam kisah kosmik yang diturunkan di sini. Lihat mereka cincin biru dan arka? Mereka adalah gambaran galaksi lain yang galaksi yang jauh di jauh.

Graviti yang besar dari kluster menyebabkan ruang-ruang di sekelilingnya untuk meledingkan. Sebagai cahaya dari galaksi jauh yang berlalu, ia terpaksa membungkuk ke dalam bentuk pelik, seperti kaca pembesar yang melengkung akan memutarbelitkan dan memantapkan pandangan kita tentang lilin lemah. Dengan memanfaatkan pemahaman kami mengenai Relativiti Am Einstein, Hubble menggunakan kumpulan itu sebagai teleskop graviti, yang membolehkan kita melihat lebih jauh dan lebih susah daripada sebelumnya. Kami mencari jauh dari masa ke masa untuk melihat galaksi kerana mereka lebih daripada 13 bilion tahun yang lalu!

Sebagai seorang ahli teori, saya ingin memahami kitaran hidup galaksi penuh - bagaimana mereka dilahirkan (kecil, biru, penuh dengan bintang-bintang baru), bagaimana mereka berkembang, dan akhirnya bagaimana mereka mati (besar, merah, pudar dengan cahaya kuno bintang). Hubble membolehkan kita menyambungkan peringkat ini. Beberapa galaksi yang paling pucat, paling jauh dalam imej ini ditakdirkan untuk menjadi galaksi raksasa seperti yang bercahaya putih di latar depan. Kami melihat masa lalu dan masa kini dalam satu gambar yang mulia.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada The Conversation oleh Tanya Hill dengan penyumbang penulis Alan Duffy, Chris Tinney, Fred Watson, Geraint Lewis, Howard E Bond, James Bullock, Jane Charlton, John Clarke, Kim Vy Tran, Lucas Macri, Michael Drinkwater, Michael JI Brown, Mike Eracleous, Philip Kaaret, Rachel Webster, Roberto Soria, dan William Kurth. Baca artikel asal di sini.