Великите космически обсерватории

Представяме ви „колегите” на космическия телескоп „Хъбъл” (HST) от програмата на NASA „Великите космически обсерватории”. Програмата освен телескоп в оптическата и близката инфрачервена област (т.е. „Хъбъл”),  включва още обсерваторията „Комптън”(CGRO) за регистрация на гама-лъчи, рентгеновата обсерватория „Чандра” (CXO) и инфрачервения телескоп „Спитцер” (SST).

1. Гама  обсерваторията  „Комптън”  е  всъщност  комплекс  от  четири  различни инструмента, позволяващи да се регистрират фотони с енергии от 20 KeV до 30 GeV. Изведена в орбита от совалката „Атлантис” на 5 април 1991 год., обсерваторията функционира до 2000 година. Със своите 17 тона, CGRO е най-масивната за времето си астрофизична лаборатория в орбита. За сравнение телескопът „Хъбъл” е „само” малко повече от 11 тона. „Комптън” е контролирано изведен от орбита и пада в Тихия океан на 4 юни 2000 год. За тези 9 год. и 2 месеца обсерваторията: Картографира цялото небе за източници на гама лъчи с енергия над 100 MeV и открива 271 такива. Идентифицира около 2700 гама избухвания (средно по едно на ден) и доказва, че произходът им е извън галактичен. Установява, че по признака продължителност, гама избухванията са два вида, къси до 2 сек, и продължителни (всички над 2 сек). Извършва детайлно наблюдение на активността на ядрото на Млечния път и открива възможен облак от антиматерия  около  центъра  му.  Открива  повтарящи  се  (непериодични)  източници на гама лъчи, които са относително слаби (под 100 KeV). Картографира цялото небе определяйки разпределението на радиоактивния изотоп на алуминия Al-26 и разпределението на пулсари-остатъци от избухвания на свръхнови. На 23 януари 1999 год., „Комптън” регистрира едно от най-мощните гама избухвания, което позволява да се                       наблюдава оптичното му послесветене и да се определи, че източникът е на разстояние 10 милиарда светлинни години от Земята (с червено отместване z=1.6) и излъчена от него енергия е еквивалентна на приблизително 2 слънчеви маси по формулата на Айнщайн.                            

2. Рентгеновата обсерватория „Чандра” (наречена на името на индо-американския физик и носител на Нобелова награда Субрахманян Чандрасекар) е изведена в силно елиптична орбита на 23 юли 1999 от совалката „Кълъмбия”.  Апогеят и перигеят на орбитата на „Чандра” са съответно 133000 км (около 1/3 от разстоянието до Луната) и 16000 км. Това позволява през по-голяма част от времето да се извършват наблюдения извън радиационните пояси на Земята.   Подобно на „Хъбъл”, CXO функционира и понастоящем. Откритията на „Чандра” са толковамного и разнообразни, че е невъзможно даже да бъдат резюмирани тук. Вместо това предлагаме на вниманието на читателите един от последните значими наблюдателни резултати получен използвайки най-мощния рентгенов инструмент в притежание на човешката цивилизация.  На 15 юни 2011 год., NASA публикува дългоочаквана снимка на «най-изследваното късче небе» – южното дълбоко наблюдавано поле на ренгеновия телескоп «Чандра» (CDFS). Същият участък на небето е продължително изследван и от телескопа “Хъбъл” в оптическата и близката инфрачервена област,  което позволява да се създаде композитен образ.

За да се получи безпрецедентната по богатство и дълбочина информация, „Чандра” се „взирал” в този малък участък  в продължение на цели шест седмици. На снимката обектите „видяни” от CXO, са представени в синьо и зелено, а тези от HST в червено и зелено. Повече от 200 галактики могат да се идентифицират в епоха съответстваща на 800-950 милиона години след „Големия взрив”. В ядрата на 30% до 100% от тях е установено наличието на супермасивни  черни  дупки.  Това  „вдига”  популацията  от  черни  дупки  в  ранната Вселена с фактор от порядъка на 10000 пъти повече отколкото се считаше досега.

3. Инфрачервеният космически телескоп „Спитцер” е последният от програмата изведен в орбита. Наречен е на американския астроном Лиман Спитцер, който още през далечната 1946 год. в статия описва предимствата и значението на астрономическите наблюдения извършвани от околоземното пространство. Диаметърът на главното огледало, направено от берилий е 85 см. Работната температура на инфрачервения телескоп трябва да се подържа близка до абсолютната нула, поради което при изстрелването си SST е зареден с 360 литра течен хелий за охлаждане. Орбитата му също е избрана хитро; хелиоцентрична, следваща Земята, но отдалечавайки се от нея с 1/10 от астрономическата единица на година. Това позволява да се удължи времето на наблюдение на „Спитцер” от първоначално планираните 2.5 години на 5.5 години. Изстрелването на инструмента е на 25 август 2003 год. с помощта на ракета носител Делта II; наличният хелий се изчерпва на 15 май 2009 год., след което телескопът преминава в така наречения топъл режим на работа. Информацията, събрана от Спитцер, е огромна и уникална. Само тази от последно време включва: Наблюдава транзитите на екзопланетата известна като 55 Рак и установява, че повърхността на планетата вероятно е разтопена и изпускаща водни пари и други газове. Индентифицира характерен сигнал, който е свидетелство за съществуването в междузвездното пространство на въглеродни люспи, наричени графен.  Любопитното е, че графенът е синтезиран лабораторно за пръв път едва през 2004 год. Последвалите интензивни изследвания на уникалните му свойства доведоха до присъждането през 2010 година на Нобеловата награда по физика на Андре Гейм и Константин Новоселов.

Източник: Светът на физиката