Наука о астрономия занимается объектами и событиями во вселенной. Это варьируется от звезды и планеты в галактики, темная материя, и темная энергия. История астрономии наполнена рассказами об открытиях и исследованиях, начиная с самых ранних людей, которые смотрели на небо, и продолжаясь от столетий до настоящего времени. Сегодняшние астрономы используют сложные и сложные машины и программное обеспечение, чтобы узнать обо всем от формирование планет и звезд до столкновений галактик и образование первых звезд и планеты. Давайте рассмотрим лишь некоторые из множества объектов и событий, которые они изучают.
Безусловно, некоторые из самых захватывающих астрономических открытий - это планеты вокруг других звезд. Они называются экзопланетыи они, кажется, образуются в трех «ароматах»: земные (каменистые), газовые гиганты и газовые «карлики». Как астрономы знают это? Миссия Кеплера по поиску планет вокруг других звезд раскрыла тысячи кандидатов на планеты в ближайшей части нашей галактики. Как только они найдены, наблюдатели продолжают изучать этих кандидатов, используя другие космические или наземные телескопы и специализированные инструменты, называемые спектроскопами.
Кеплер находит экзопланеты, ища звезду, которая тускнеет, когда планета проходит перед ней с нашей точки зрения. Это говорит нам о размере планеты в зависимости от того, сколько звездного света она блокирует. Чтобы определить состав планеты, нам нужно знать ее массу, чтобы можно было рассчитать ее плотность. Каменистая планета будет гораздо плотнее газового гиганта. К сожалению, чем меньше планета, тем сложнее измерить ее массу, особенно для тусклых и далеких звезд, исследованных Кеплером.
Астрономы измерили количество элементов, более тяжелых, чем водород и гелий, которые астрономы все вместе называют металлами, в звездах с кандидатами в экзопланеты. Поскольку звезда и ее планеты образуются из одного и того же диска материала, металличность звезды отражает состав протопланетного диска. Принимая во внимание все эти факторы, астрономы выдвинули идею трех «основных типов» планет.
Два мира, вращающиеся вокруг звезды Кеплер-56, предназначены для звездной гибели. Астрономы, изучающие Kepler 56b и Kepler 56c, обнаружили, что примерно через 130–156 миллионов лет эти планеты будут поглощены их звездой. Почему это произойдет? Кеплер-56 становится красная гигантская звезда. С возрастом оно раздувалось примерно в четыре раза больше Солнца. Это старение продолжится, и в конечном итоге звезда поглотит две планеты. Третья планета, вращающаяся вокруг этой звезды, выживет. Два других нагреваются, растягиваются гравитационным притяжением звезды, и их атмосфера испаряется. Если вы думаете, что это звучит чуждо, помните: наши внутренние миры Солнечная система столкнется с этой же судьбой через несколько миллиардов лет. Система Kepler-56 показывает нам судьбу нашей собственной планеты в далеком будущем!
В далекой вселенной астрономы наблюдают за четырьмя скопления галактик сталкиваются друг с другом. В дополнение к смешивающимся звездам, действие также выпускает огромное количество рентгеновских и радиоизлучений. Земля-орбитальная Космический телескоп Хаббл (HST) и Обсерватория Чандра, вместе с Очень большой массив (VLA) в Нью-Мексико изучили эту сцену космических столкновений, чтобы помочь астрономам понять механику того, что происходит, когда скопления галактик сталкиваются друг с другом.
HST изображение формирует фон этого составного изображения. Рентгеновское излучение обнаружено Chandra синим цветом, а радиоизлучение, видимое VLA, красным. Рентгеновские лучи прослеживают существование горячего разреженного газа, который пронизывает область, содержащую скопления галактик. Большая красная странная фигура в центре, вероятно, является областью, где шоки, вызванные столкновения ускоряют частицы, которые затем взаимодействуют с магнитными полями и испускают радио волны. Прямой вытянутый радиоизлучающий объект - это галактика переднего плана, центральная черная дыра которой ускоряет струи частиц в двух направлениях. Красный объект внизу слева - это радиогалактика, которая, вероятно, падает в скопление.
Там есть галактика, не слишком далеко от Млечного Пути (30 миллионов световых лет, по соседству на космическом расстоянии), которая называется M51. Возможно, вы слышали, что называется водоворот. Это спираль, похожая на нашу собственную галактику. Он отличается от Млечного Пути тем, что сталкивается с меньшим спутником. Действие слияния вызывает волны звездообразования.
Чтобы понять побольше о его звездообразующих областях, черных дырах и других интересных местах, астрономы использовали Чандра рентгеновская обсерватория собирать рентгеновские излучения от M51. Это изображение показывает, что они видели. Это составная часть изображения в видимом свете с наложением рентгеновских данных (фиолетовым цветом). Большинство рентгеновских источников, которые Chandra пила являются рентгеновские файлы (XRBs). Это пары объектов, где компактная звезда, такая как нейтронная звезда или, реже, черная дыра, захватывает материал с орбитальной звезды-компаньона. Материал ускоряется интенсивным гравитационным полем компактной звезды и нагревается до миллионов градусов. Это создает яркий источник рентгеновского излучения. Chandra наблюдения показывают, что по крайней мере десять из XRB в M51 достаточно яркие, чтобы содержать черные дыры. В восьми из этих систем черные дыры, вероятно, захватывают материал от звезд-компаньонов, которые намного массивнее Солнца.
Самые массивные из вновь образованных звезд, создаваемых в ответ на предстоящие столкновения, будут жить быстро (всего несколько миллионов лет), умирать молодыми и разрушаться, образуя нейтронные звезды или черные дыры. Большинство XRB, содержащих черные дыры в M51, расположены близко к областям, где образуются звезды, показывая их связь с роковым галактическим столкновением.
Куда бы астрономы ни заглядывали во вселенную, они находят галактики насколько они могут видеть. Это последний и самый красочный взгляд на далекую вселенную, сделанный Космический телескоп Хаббл.
Самый важный результат этого великолепного изображения, которое представляет собой совокупность снимков, сделанных в 2003 и 2012 годах с Advanced Camera for Surveys и Wide Field Camera 3, это то, что она предоставляет недостающее звено в звездочке образование.
Астрономы ранее изучали сверхглубокое поле Хаббла (HUDF), которое охватывает небольшой участок пространства, видимого из созвездия Форнакс южного полушария, в видимом и ближнем инфракрасном свете. Исследование ультрафиолетового света, в сочетании со всеми другими доступными длинами волн, дает изображение той части неба, которая содержит около 10 000 галактик. Самые старые галактики на изображении выглядят так, как если бы они были всего лишь через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва (события, которое начало расширение пространства и времени в нашей вселенной).
Ультрафиолетовый свет очень важен для того, чтобы оглянуться назад, потому что он исходит от самых горячих, самых больших и самых молодых звезд. Наблюдая за этими длинами волн, исследователи получают прямой взгляд на то, какие галактики образуют звезды и где звезды образуются в этих галактиках. Это также позволяет им понять, как галактики росли со временем из небольших коллекций горячих молодых звезд.