Współczesne teleskopy badają niebo w całym zakresie widma elektromagnetycznego.
Każda część widma mówi nam o różnych rzeczach o kosmosie,
dając kolejne kawałki kosmicznej układanki.
Najpotężniejsze teleskopy na Ziemi i w kosmosie
połączyły siły w ciągu ostatniej dekady
w unikalnej kampanii obserwacyjnej nazwanej GOODS,
która przekrojowo bada widmo i patrzy głęboko w kosmiczną historię.
To jest ESOcast!
Najnowsze badania naukowe oraz codzienna praca w ESO,
Europejskim Obserwatorium Południowym.
Eksplorowanie dalekich granic z naszym gospodarzem Dr J, a.k.a. dr Joe Liske.
Cześć! Witam w tym bardzo specjalnym "multicaście".
Będziemy poznawać unikalną współpracę
pomiędzy kilkoma najpotężniejszymi na świecie teleskopami
naziemnymi i kosmicznymi.
Aby tego dokonać, utworzyliśmy podobną współpracę pomiędzy
ESOcast, Hubblecast,
Spitzer Space Telescope - “Hidden Universe” oraz
Chandra X-Ray Observatory - “Beautiful Universe”.
Jestem Megan Watzke z "Beautiful Universe" w Chandra X-ray Center.
Tutaj Dr Robert Hurt z "Hidden Universe" w NASA Spitzer Science Center.
To połączenie głębokich obserwacji z wielu różnych teleskopów,
co czyni projekt bardzo ważnym.
Im dłużej teleskop patrzy na obiekt,
tym dokładniejsze stają się obserwacje i tym głębiej możemy spojrzeć w kosmos.
Ale aby otrzymać pełen obraz tego, co dzieje się we Wszechświecie,
astronomowie potrzebują także obserwacji z różnych długości fali,
wymagających różnych teleskopów.
To są główne idee stojące za Głębokim Przeglądem Początków przez Wielkie Obserwatoria
w skrócie GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey).
Projekt GOODS jednoczy najbardziej zaawansowane obserwatoria na świecie,
w tym Bardzo Duży Teleskop (VLT) należący do ESO,
Kosmiczny Teleskop Hubble'a (HST) należący do NASA/ESA,
Kosmiczny Teleskop Spitzera,
Obserwatorium Rentgenowskie Chandra i inne,
każde wykonujące ekstremalnie głębokie obserwacje
odległego Wszechświata, przez całe widmo elektromagnetyczne.
Łącząc ich siły i obserwując ten sam fragment nieba
obserwatoria GOODS dają nam unikalny widok formowania się
i ewolucji galaktyk w kosmicznym czasie
oraz wykonują mapę historii rozszerzania się Wszechświata.
To nie pierwszy przypadek, że teleskopy
zostały użyte do uzyskania niezmiernie głębokich zdjęć kosmosu.
Na przykład Głębokie Pole Hubble'a jest bardzo głębokim zdjęciem
niewielkiego obszaru nieba w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy.
Ujawniło tysiące odległych galaktyk,
mimo że całe pole to tylko niewielki skrawek nieba.
o rozmiarze ziarna piasku wobec długości ręki.
Dzięki GOODS wiele różnych obserwatoriów
połączyło swoje siły na dwóch większych celach,
jednym obejmującym oryginalne Głębokie Pole Hubble'a na niebie północnym,
drugim skupionym na innym głębokim celu,
Głębokim Południowym Polu Chandry na niebie południowym.
Główne pola GOODS są trzydzieści razy większe niż Głębokie Pole Hubble'a,
a dodatkowe obserwacje pokrywają obszar o rozmiarze tarczy Księżyca w pełni.
Te obszary nieba były już bardzo intensywnie badane,
zatem kombinacja istniejących danych archiwalnych z nowymi, dedykowanymi obserwacjami,
da nam niespotykany widok historii galaktyk.
W Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) na Cerro Paranal, 8,2-metrowe olbrzymy
zostały użyte przez łącznie prawie 100 nocy dedykowanych obserwacji.
Teleskopy uzyskały obrazy obszaru w zakresie bliskiej podczerwieni
i na granicy pomiędzy światłem widzialnym, a ultrafioletowym.
Na krótszych falach tylko teleskopy z wyjątkowych lokalizacji,
takich jak Cerro Paranal,
miały szansę na obserwacje przez ziemską atmosferę.
Kosmiczny Teleskop Hubble'a obserwował
obszary GOODS w zakresie optycznym i w bliskiej podczerwieni,
aby wykryć odległe galaktyki gwiazdotwórcze i inne obiekty.
Kosmiczny Teleskop Hubble'a zużył łącznie pięć dni czasu obserwacyjnego na te pola,
podzielone na pięć osobnych sesji.
Każda z sesji była oddzielona od poprzedniej o około 45 dni.
Dzięki takiemu rozdzieleniu obserwacji
Kosmiczny Teleskop Hubble'a był w stanie wykryć cztery supernowe, które pojawiły się w tym czasie,
dostarczając kluczowych informacji do badań tempa rozszerzania się Wszechświata
spowodowanego tajemniczą ciemną energią.
Ale nie tylko Kosmiczny Teleskop Hubble'a wykonywał orbitalne obserwacje dla GOODS...
Kosmiczny Teleskop Spitzera zobrazował obszary GOODS
w bliskiej i średniej podczerwieni w ciągu pięciu dni,
na falach 30 razy dłuższych niż obserwacje Teleskopu Hubble'a.
Dłuższe fale są ważne dla ujawnienia dalekich galaktyk,
których światło może być przesłonięte przez kosmiczny pył,
albo rozciągnięte przez ekspansję Wszechświata, czyniąc je niewidocznymi dla Teleskopu Hubble'a.
Dla tych odległych galaktyk zdjęcia z Teleskopu Spitzera mówią astronomom także o wieku tych obiektów
oraz całkowitej masie ich gwiazd - co jest uzupełnieniem informacji z danych z Teleskopu Hubble'a.
Przejdźmy z podczerwieni do znacznie krótszych fal...
Obserwatorium Rentgenowskie Chandra, także na orbicie, obserwowało pole GOODS
w trakcie wielu długich sesji w okresie roku.
Obrazy z Chandry są najgłębszymi kiedykolwiek uzyskanymi zdjęciami rentgenowskimi
i wykryły ponad 200 źródeł rentgenowskich,
uważanych za supermasywne czarne dziury w centrach młodych galaktyk.
Promieniowanie X jest wytwarzane przez ekstremalnie gorący gaz międzygwiazdowy
spadający na czarne dziury.
Te obserwacje w wielu zakresach długości fali zidentyfikowały dziesiątki tysięcy galaktyk.
Aby w pełni zrozumieć historię i rozwój galaktyk
w czasie bardzo rozciągniętej historii Wszechświata,
musimy być w stanie określić odległości do nich bardziej precyzyjnie,
aby ustalić jaka jest ich pozycja w kosmicznym czasie.
Ponieważ galaktyki te są bardzo daleko,
fale świetlne, które widzimy dzisiaj,
rozpoczęły swoją podróż około 13 miliardów lat temu,
a ponieważ Wszechświat rozszerza się od momentu Wielkiego Wybuchu,
był wtedy mniejszy niż jedna siódma obecnego rozmiaru.
Podczas miliardów lat podróży światła,
jego długość fali została rozciągnięta, gdyż ekspansji uległa struktura przestrzeni.
Efekt ten znany jest jako przesunięcie ku czerwieni (redshift),
ponieważ światło, które oryginalnie miało kolor niebieski lub ultrafioletowy,
jest przesunięte w stronę fal dłuższych i bardziej czerwonych.
Wracając na Ziemię, astronomowie używają spektrografów
na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT),
aby uchwycić widma galaktyk,
rozdzielając ich światło na kolory tęczy.
Widma pozwalają astronomom zmierzyć
przesunięcie ku czerwieni galaktyk, czyli poznać ich odległości.
Duża kampania zebrała przesunięcia ku czerwieni
dla prawie 3000 galaktyk w polach GOODS.
Mając tę wiedzę możemy umieścić galaktyki
w ich odległościach w stożku przestrzeni,
rozciągającym się od naszego własnego punktu obserwacji,
podobnie jak snop światła reflektora skierowanego w kosmos.
Możemy podjąć niesamowitą podróż
przez rodzaj tunelu w kierunku krańca Wszechświata.
W niektórych miejscach galaktyki grupują się razem,
formując struktury o skalach do dziesiątków milionów lat świetlnych.
Dzięki GOODS i innym przeglądom tego samego obszaru,
ten fragment nieba jest nadzwyczajnie dobrze zbadany
za pomocą głębokich obserwacji w wysokich rozdzielczościach,
w szerokim zakresie długości fali.
A napłynie jeszcze więcej obserwacji.
Na przykład teleskop Atacama Pathfinder Experiment, czyli APEX,
zużył łącznie 300 godzin - prawie dwa pełne tygodnie -
obrazując ten rejon na falach submilimetrowych,
z wysokości 5000 m n.p.m. na płaskowyżu Chajnantor
w Andach Chilijskich.
Obserwacje na tych długościach fali
są idealne do poszukiwania światła przesuniętego ku czerwieni,
albo odległych, zapylonych galaktyk we wczesnym Wszechświecie.
Z powodu dłuższych fal światła submilimetrowego
obrazy APEX nie są tak ostre jak w świetle widzialnym, albo w podczerwieni.
Jednak dzięki głębokim obrazom Spitzera,
jak i tym wykonanym na falach radiowych,
możemy dopasować i zidentyfikować obiekty znalezione przez APEX
z galaktykami dostrzeżonymi na innych długościach fali.
Światło submilimetrowe
pokazuje, że w tych galaktykach formują się setki gwiazd rocznie.
W ciągu następnych kilku lat
ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,
obecnie w trakcie konstrukcji na tym samym płaskowyżu, co APEX,
rozpocznie swoje pierwsze naukowe obserwacje.
Będzie także obserwować na falach submilimetrowych,
ale ze znacznie większą czułością niż APEX
i z rozdzielczością lepszą nawet niż Teleskop Hubble'a.
ALMA zrewolucjonizuje nasze zrozumienie wczesnego Wszechświata
ujawniając znacznie odleglejsze, przesłonięte pyłem, galaktyki,
których wcale nie widać w teleskopach pracujących w świetle widzialnym i podczerwonym.
Projekty te są idealnym przykładem tego, jak wielkie obserwatoria
łączą siły w całym zakresie widma elektromagnetycznego,
aby dać nam bardziej kompletny obraz galaktyk w całej historii Wszechświata.
Do tej pory astronomowie napisali ponad 400 artykułów naukowych bazujących na tych danych,
a kolejne są w trakcie pracy!
A na koniec tego wszystkiego, obserwacje pól GOODS będą kontynuowane w przyszłości.
Te ścieżki na niebie będą pierwszymi celami dla teleskopów następnej generacji,
zarówno naziemnych, jak i w przestrzeni kosmicznej,
a astronomowie z całego świata będą używać tych danych
do poznania nowych rzeczy o Wszechświecie przez wiele lat.
Pożegnajmy naszych przyjaciół z innych obserwatoriów,
Tutaj Dr J. Kończę ESOcast oraz Hubblecast...
Tutaj Dr Robert Hurt. Kończę Hidden Universe w Spitzer Science Center,
przypominając, że istnieje ukryty Wszechświat ciągle czekający na odkrycie.
Tutaj Megan Watzke
kończę Beautiful Universe z Chandra X-ray Observatory
Dołączcie do mnie kolejnym razem w nowej kosmicznej przygodzie.
która z pewnością będzie dla nas niespodzianką spoza naszych najdzikszych snów.
Był to multicast z:
ESOcast, Hubblecast, Hidden Universe, Beautiful Universe
ESOcast został wyprodukowany przez ESO - Europejskie Obserwatorium Południowe.
ESO jest wiodącą naukową i technologiczną organizacją międzyrządową do badań astronomicznych,
projektującą, budującą i operującą najbardziej zaawansowanymi na świecie teleskopami naziemnymi.
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym projektem prowadzonym
w partnerstwie pomiędzy Europą, Ameryką Północną i Azją Wschodnią, we współpracy z Chile.
APEX jest współpracą pomiędzy Radioastronomicznym Instytutem Maxa Plancka,
Europejskim Obserwatorium Południowym oraz Kosmicznym Obserwatorium Onsala.
Tłumaczenie: Krzysztof Czart
Teraz, gdy poznałeś ESO,
spróbuj 'wyjść poza naszą planetę' za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a
Hubblecast ukazuje najnowsze odkrycia dokonane za pomocą najbardziej znanego i cenionego
kosmicznego obserwatorium: Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, należącego do NASA/ESA.