Предыдущая страница - 01 страница 02 - Следующая страница

Плазменная струя, бьющая из галактики М 87, по-видимому, генерируется аккрецирующей черной дырой массой в 3 млрд масс Солнца. Фото ї NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Самые важные астрономические достижения миссии космического телескопа "Хаббл" - NASA

    С 1960-х годов астрономы получили доказательства того, что источником энергии квазаров и других активных ядер галактик служат гигантские черные дыры, захватывающие окружающее их вещество. Наблюдения 'Хаббла' подтверждают данную теорию. Почти у каждой детально наблюдавшейся галактики нашлись указания на спрятанную в ее центре черную дыру. Особенно важными оказались два обстоятельства. Во-первых, изображения квазаров, полученные с высоким угловым разрешением, показали, что они располагаются в ярких эллиптических или взаимодействующих галактиках. Это говорит о том, что нужны особые условия, чтобы питать центральную черную дыру. Во-вторых, масса гигантской черной дыры тесно коррелирует с массой сферического звездного балджа (сгущения), окружающего галактический центр. Корреляция свидетельствует о том, что формирование и эволюция галактики и ее черной дыры тесно связаны.

Галактика, в которой наблюдался гамма-всплеск 971214, выглядит как небольшое пятнышко (указано стрелкой). Фото ї S.R.Kulkarni and S.G.Djorgovski (Caltech), the Caltech GRB Team

Наблюдения в ИК свете на космическом телескопе им.Спитцера, на орбите вокруг Земли.

    Гамма-всплески - короткие вспышки гамма-излучения, длящиеся от нескольких миллисекунд до десятков минут. Их разделяют на два типа в зависимости от их длительности. Границей считаются примерно 2 секунды; в более длительных вспышках образуются менее энергичные фотоны, чем в более коротких. Наблюдения, проведенные Комптоновской гамма-обсерваторией, рентгеновским спутником BeppoSAX и наземными обсерваториями, позволили предположить, что продолжительные вспышки возникают при коллапсе ядер массивных короткоживущих звезд, иными словами, - звезд типа сверхновой. Но почему только малая доля сверхновых дает гамма-всплески? 'Хаббл' обнаружил: несмотря на то, что во всех областях звездообразования в галактиках вспыхивают сверхновые, продолжительные гамма-всплески сконцентрированы в наиболее ярких областях, как раз там, где сосредоточены самые массивные звезды. Более того, продолжительные гамма-всплески чаще всего возникают в небольших, неправильных, бедных тяжелыми элементами галактиках. И это важно, поскольку дефицит тяжелых элементов в массивных звездах делает их звездный ветер менее мощным, чем у звезд, богатых тяжелыми элементами. Поэтому на протяжении жизни бедные тяжелыми элементами звезды сохраняют большую часть своей массы и, когда приходит время взрываться, они оказываются более массивными. Коллапс их ядер приводит к образованию не нейтронной звезды, а черной дыры. Астрономы считают, что продолжительные гамма-всплески вызваны тонкими струями, выброшенными быстро вращающимися черными дырами. Решающими факторами для того, чтобы коллапс ядра звезды вызвал мощный гамма-всплеск, являются масса и скорость вращения звезды в момент ее смерти. Отождествление коротких гамма-всплесков оказалось более сложным. Только в последние годы несколько таких событий произошло благодаря спутникам HETE 2 и Swift. 'Хаббл' и рентгеновская обсерватория 'Чандра' установили, что энергия таких вспышек слабее, чем продолжительных, и возникают они в совершенно разных типах галактик, включая и эллиптические галактики, где звезды сейчас почти не формируются. Похоже, что короткие вспышки связаны не с массивными, короткоживущими звездами, а с остатками их эволюции. Согласно наиболее популярной гипотезе, короткие гамма-всплески возникают при слиянии двух нейтронных звезд.

Далекие галактики, в миллиарды раз более слабые, чем может увидеть невооруженный глаз, разбросаны на сверхглубоких снимках 'Хаббла'. Фото ї NASA, ESA, S.Beckwith (STScI)

Самые важные астрономические достижения миссии космического телескопа "Хаббл" - NASA

    Одна из фундаментальных задач астрономии - исследовать развитие галактик и их предков во временном интервале, максимально приближенном к моменту Большого взрыва. Чтобы понять, как выглядел когда-то наш Млечный Путь, исследователи решили получить изображения галактик различного возраста - от самых юных до самых старых. С этой целью, чтобы запечатлеть наиболее далекие (а значит, самые древние) галактики, 'Хаббл' совместно с другими обсерваториями получил с длительными экспозициями изображения нескольких маленьких участков неба: глубокие снимки 'Хаббла', сверхглубокий снимок 'Хаббла' и глубокий обзор великих обсерваторий 'Происхождение'. Сверхчувствительные снимки показывают галактики во Вселенной, когда ей было лишь несколько сотен миллионов лет, что составляет всего 5% от ее нынешнего возраста. Тогда галактики были меньше размером и имели менее правильную форму, чем теперь, что и следовало ожидать, если современные галактики образовывались путем слияния маленьких галактик (а не путем распада более крупных). Создаваемый сейчас космический телескоп 'Джеймс Уэбб', наследник 'Хаббла', сможет проникнуть в еще более далекие эпохи. Глубокие снимки позволяют также проследить, как изменялась интенсивность звездообразования во Вселенной от эпохи к эпохе. Похоже, что она достигла своего пика примерно 7 млрд лет назад, а затем постепенно ослабла примерно в десять раз. В молодости Вселенной (то есть в возрасте 1 млрд лет) скорость звездообразования уже была велика и составляла 1/3 ее максимального значения.

Туманность M17. Наблюдения Эдвина Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Галактики разбегаются друг от друга.

Самые важные астрономические достижения миссии космического телескопа "Хаббл" - NASA

    Наблюдения Эдвина Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Галактики разбегаются друг от друга так, как будто бы пространство Вселенной равномерно растягивается. Постоянная Хаббла (H₀), указывающая современную скорость расширения, позволяет определить возраст Вселенной. Объяснение простое: постоянная Хаббла - это скорость разбегания галактик, поэтому, если пренебречь ускорением и торможением, величина, обратная H₀, дает время, когда все галактики были рядом. Кроме того, значение постоянной Хаббла играет определяющую роль для роста галактик, формирования легких элементов и установления продолжительности фаз космической эволюции. Не удивительно, что точное измерение постоянной Хаббла было с самого начала основной целью одноименного телескопа. На практике для определения данной величины требуется измерить расстояния до ближайших галактик, а это гораздо более трудная задача, чем считалось в XX веке. 'Хаббл' детально исследовал цефеиды - звезды с характерными пульсациями, периоды которых указывают на их истинный блеск, а значит, и на расстояние до них, - в 31 галактике. Точность полученного значения постоянной Хаббла составила около 10%. В совокупности с результатами измерений реликтового излучения это определяет возраст - 13,7 млрд лет.

Сопоставление разных по времени снимков привело не только к обнаружению далекой сверхновой, но и к выявлению ускоренного расширения Вселенной. Фото ї NASA and J.Blakeslee (JHU)

Самые важные астрономические достижения миссии космического телескопа "Хаббл" - NASA

    Ускоренное расширение началось примерно 5 млрд лет назад, а до того момента оно тормозилось. В 2004 году 'Хаббл' обнаружил 16 далеких сверхновых, которые тогда вспыхнули. Данные наблюдения накладывают основательные ограничения на теории о том, чем может быть темная энергия. Простейшая возможность заключается в том, что энергия принадлежит самому пространству, даже если оно совершенно пустое. Сегодня наблюдение далеких сверхновых остается лучшим методом изучения темной энергии. Роль 'Хаббла' в изучении темной энергии огромна, поэтому астрономы будут благодарны NASA, если телескоп будет сохранен.

Предыдущая страница - 01 страница 02 - Следующая страница