Foto Benda Brilian dari Chandra dan Spitzer

Untuk mata manusia, langit malam adalah sekumpulan bintang. Teleskop kuat menunjukkan kepada kita planet-planet jauh dan galaksi jauh yang kita tidak dapat lihat retina puny. Tetapi, walaupun Teleskop Angkasa Hubble tidak dapat mendedahkan segala sesuatu yang ada di luar sana. Ramai objek-bintang-bintang yang dikenali sebagai kerdil coklat, misalnya-terlalu keren untuk menyalakan cahaya yang kelihatan, yang mewakili hanya sekerat spektrum elektromagnetik. Walau bagaimanapun, mereka mengeluarkan tenaga dalam bentuk yang tidak kelihatan: panjang gelombang yang lebih lama yang dikenali sebagai sinaran inframerah. Objek-objek yang sangat panas, seperti bintang meletup besar yang dipanggil supernova, melepaskan banyak tenaga mereka dalam jangka panjang gelombang yang lebih pendek yang juga tidak kelihatan: sinar gamma dan X-ray.

Kandungan Terkait

• Jauh penat
• Hurray Last Hubble

Nasib baik, teleskop lain melewati cermin ini menjadi imej yang dapat kita fahami. Pada tahun 1990-an dan awal tahun 2000, NASA melancarkan teleskop berasaskan ruang yang dikenali sebagai Observatorium Besar. Hubble yang pertama dan paling terkenal, mengkhususkan diri dalam cahaya yang boleh dilihat. Instrumen yang kurang dikenali tetapi sama pentingnya memberi tumpuan kepada panjang gelombang yang berbeza.

"Objek itu mempunyai teleskop utama di setiap bahagian spektrum elektromagnetik, " kata Giovanni Fazio, ahli astrofizik di Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrofizik. "Apabila anda melihat alam semesta dalam pelbagai panjang gelombang, anda akan mendapat gambaran yang sama sekali berbeza. Mereka semua kepingan teka-teki. "

Pelancaran Hubble tahun 1990 diikuti oleh Compton (1991), yang mengamati sinar gamma, Chandra (1999), yang mengkaji X-ray, dan Spitzer (2003), teleskop inframerah. Compton jatuh ke Bumi pada tahun 2000, disintegrasikan di atmosfera dan bercabang seperti yang dirancang di Lautan Pasifik. (Satu lagi teleskop ruang, Fermi, menggantikannya pada tahun 2008.) Tetapi Spitzer dan Chandra masih bertambah dan berjalan, membuka rahsia alam semesta dan melepasi harapan orang-orang yang membantu mencipta mereka.

Gambar-gambar teleskop yang mengenyit bintang-bintang yang baru lahir dan lubang hitam yang peka terdiri dari warna-warna palsu yang ditugaskan para ahli sains kepada panjang gelombang yang berbeza yang teleskop mengesan. Selain menjadi sarat data, walaupun, imej-imej ini hanya indah untuk dilihat. Merapatkan dengan flamingo merah jambu, indigo dan kunyit, ada yang hampir psychedelic-galaksi florid kelihatan bernafas api-sementara yang lain mengingati bentuk semula jadi yang halus: web laba-laba, frost windowpane, wisps asap. Beberapa mempunyai kualiti hampir spektrum, terutamanya "Tangan Tuhan, " potret Chandra seorang pulsar muda di mana jari-jari hantu biru nampaknya membelai langit.

Kebanyakan teleskop satelit, termasuk Hubble, mengelilingi Bumi, tetapi Spitzer berputar mengelilingi Matahari, di belakang Bumi di orbitnya. Oleh itu, Spitzer bukan sahaja menghindari atmosfer bumi, yang akan mengaburkan pandangan teleskop, juga mengelakkan haba dari Bumi dan Bulan. Bekalan helium cair pada mulanya menyejukkan instrumen hampir kepada sifar mutlak-atau dikurangkan 459 darjah Fahrenheit, suhu yang paling rendah-jadi sinaran teleskop sendiri tidak akan merosakkan pembacaannya.

Spitzer melihat bahagian-bahagian yang lebih sejuk di alam semesta. Inframerah dikaitkan dengan suhu dari minus 450 hingga tambah 6000 darjah, dan manakala 6000 darjah mungkin tidak terdengar sejuk, ahli astronomi terbiasa dengan badan rakaman dalam berjuta-juta darjah.

Teleskop telah mengesan radiasi dari exoplanet seperti Jupiter dalam orbit yang ketat di sekitar bintang lain, dan ia telah mendapati kerdil coklat, yang jika mereka menjadi tuan rumah sistem solar mini mereka sendiri, seperti yang disyaki saintis - boleh menjadi alasan yang ideal untuk hidup. Spitzer juga dapat melihat melalui habuk tersedak di lengan spiral galaksi jauh untuk melihat di mana bintang dilahirkan. Pemerhatian ini dapat menghasilkan gambaran tentang bagaimana sistem solar kita terbentuk.

Kuasa teleskop yang paling menakjubkan mungkin keupayaannya untuk melihat alam semesta di peringkat awal. Melihat ke dalam ruang adalah sama seperti melihat ke belakang dalam masa, menerangkan Fazio, yang merancang sebahagian daripada Spitzer. Apabila alam semesta berusia 13.7 bilion tahun itu mengembang, cahaya yang kelihatan diregangkan menjadi panjang gelombang inframerah, sebuah fenomena yang dikenali sebagai peralihan merah. Fokus pada cahaya inframerah, para saintis Spitzer pada mulanya berharap dapat melihat alam semesta ketika berusia dua miliar tahun-tetapi mereka jauh lebih cepat dari waktu ke waktu. "Sekarang kita dapat melihat kembali kepada 700 juta tahun, " kata Fazio, atau kira-kira 13 bilion tahun lalu. Pemerhatian Spitzer menunjukkan bahawa galaksi telah mula terbentuk apabila alam semesta hanya 400 juta hingga 500 juta tahun, jauh lebih awal daripada sebelumnya.

Chandra, teleskop sinar-X, mengikuti orbit elips di sekeliling Bumi, terbang 200 kali lebih tinggi daripada Hubble. Chandra mengkhusus dalam fenomena ganas, seperti menembak api dari bintang muda dan letupan supernova. "Apa yang kita ketahui adalah apa yang sedang berlaku di dalam bintang sebelum ia meletup, apakah butiran letupan itu sendiri, dan apa yang berlaku berikutan letupan, " kata Harvey Tananbaum, pengarah Observatori Astrofizik Smithsonian Chandra X- ray Pusat.

Chandra juga menguji objek dengan medan graviti atau magnet yang melampau, seperti bintang neutron dan lubang hitam. Sesetengah saintis mengharapkan Chandra menjadi penting dalam kajian perkara gelap yang kurang difahami dan tenaga gelap, kuasa-kuasa misteri yang menyumbang sebahagian besar bahan di alam semesta. Tetapi teleskop juga telah mendedahkan perkara-perkara baru tentang pemandangan yang lebih biasa: cincin Saturnus, ternyata, perarakan dengan sinar-X.

Kadang-kadang ahli astronomi mengeluarkan imej menggunakan data dari ketiga teleskop tersebut. Pada tahun 2009, trio menghasilkan pandangan komposit yang menakjubkan mengenai teras Milky Way. Hubble menunjukkan bintang-bintang yang tidak terhingga, Spitzer menangkap awan debu berseri dan Chandra mengesan pelepasan sinar-X dari bahan berhampiran lubang hitam.

Teleskop tidak boleh bertahan selamanya. Spitzer kehabisan kesejukan tahun lepas, walaupun beberapa bahagian masih cukup sejuk untuk berfungsi, dan teleskop telah mula hanyut dari Bumi. "Ia akan sedih melihatnya pergi, " kata Fazio. "Ia merupakan bahagian penting dalam hidup saya selama 25 tahun yang lalu. Tetapi kami masih melombong data dan mencari barangan baru. "Pada tahun 2015, Webb, sebuah teleskop inframerah baru dengan kapasiti untuk mengumpul lebih daripada 58 kali lebih banyak cahaya seperti Spitzer, dijangka mengambil tempat di mana Spitzer berhenti.

Chandra masih berfungsi dengan baik, dan para saintis mengharapkan alat itu untuk bersidang selama sekurang-kurangnya satu dekad lagi. Akhirnya, mungkin satu abad dari sekarang, teleskop usang kemungkinan akan tergelincir terlalu dekat dengan Bumi dan terbakar di atmosfera. Tetapi kita mempunyai banyak lagi imej yang menerangi untuk melihat ke hadapan sebelum itu.

Abigail Tucker adalah penulis kakitangan Smithsonian .

Observatorium X-ray Chandra menunjukkan gas yang dipanaskan oleh letupan dan oleh lubang hitam. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) Pusat galaksi Milky Way kami adalah lebih menarik apabila dilihat sebagai komposit yang diperbuat daripada data dari tiga instrumen berasaskan ruang yang sensitif kepada panjang gelombang yang berbeza. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) Teleskop Angkasa Spitzer mengumpul cahaya inframerah dan awan debu yang dikesan. (NASA / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) Teleskop Angkasa Hubble, ditala ke inframerah berhampiran, mendedahkan kawasan aktif pembentukan bintang. (NASA / ESA / STScl / D. Wang et al.) Selama hampir 12 tahun, teleskop angkasa Chandra telah memerhatikan tanda tangan X-ray objek-objek tenaga tinggi. Nebula "Tangan Tuhan", 150 tahun cahaya panjang, dibentuk oleh gas panas yang dipancarkan dari sebuah pulsar, atau bintang neutron berputar cepat. (NASA / CXC / SAO / P. Slane, et al.) Galaksi spiral NGC 4258 mempunyai dua senjata biru hantu yang mengandungi gas yang dipanaskan oleh gelombang kejutan yang ganas, hasil daripada zarah yang dikeluarkan dari lubang hitam. (NASA / CXC / University of Maryland / AS Wilson et al.) Chandra cemerlang dalam menangkap huru-hara. Ciri astronomi yang dipanggil Cas A, dalam buruj Cassiopeia, adalah letupan serpihan yang berkembang pada berjuta mil sejam; ia dipecat dari supernova yang kelihatan di Bumi hanya sekitar 300 tahun yang lalu. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage et al.) Nebula M17, bahagian paling terang dari imej di atas, telah didokumentasikan oleh astronom Charles Messier pada tahun 1764. Teleskop Spitzer, yang memfokuskan pada radiasi inframerah yang berasal dari habuk dipanaskan, dapat melihat struktur yang berkaitan dengan nebula. (NASA / JPL-Caltech / M. Povich (Penn State University)) Berdasarkan imej yang dilihat di sebelah kiri, ahli astronomi berfikir bahawa bintang BP Psc dapat membunuh bintang atau planet lain kerana ia kehabisan bahan bakar, memanjangkan fasa raksasa merahnya (seperti yang dilihat dalam ilustrasi di sebelah kanan). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner et al., Optik (UCO / Lick / STScl / M. Perrin et al); Illustration: NASA / CXC / M. Weiss) Letupan menghasilkan Nebula Ketam, struktur yang hebat yang saintis masih cuba memahami dengan bantuan teleskop Chandra dan Spitzer. (NASA / CXC / SAO / F.Seward; Optik: NASA / ESA / ASU / J.Hester & A.Loll; Inframerah: NASA / JPL-Caltech / Univ. Minn. / R.Gehrz) Berada di lebih dari 2, 200 bintang, rantau RCW 49 adalah kawasan gelap dan berdebu. Imej ini diambil pada dua panjang gelombang yang berbeza untuk menyerlahkan gas bersinar yang dipanaskan. (NASA / JPL-Caltech / E. Churchwell (University of Wisconsin - Madison)) Sebagaimana yang dilihat terhadap langit inframerah, teleskop Spitzer dapat melihat melalui lengan spiral galaksi jauh untuk melihat di mana bintang dilahirkan. (NASA / JPL-Caltech) X-ray dari Chandra mendedahkan bahawa kelompok yang mengelilingi galaksi M87 dipenuhi dengan gas panas. (NASA / CXC / KIPAC / N. Werner, E. Million et al.) Terletak kira-kira 11, 000 tahun cahaya di dalam konstelasi Sagittarius, "ular" (kiri atas) sebenarnya awan tebal cukup besar untuk menelan belasan sistem solar. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) Imej ini diambil oleh teleskop Spitzer yang menawan kawasan ini yang dipanggil W5 (6, 500 tahun cahaya), di mana semua peringkat penciptaan bintang boleh dilihat. (NASA / JPL-Caltech / L. Allen & X. Koenig (Harvard-Smithsonian CfA)) Orion nebula adalah satu lagi hotspot penciptaan bintang; kluster trapezium, tempat terang di tengah kanan, adalah bintang terpanas di rantau ini. (NASA / JPL-Caltech / J. Stauffer (SSC / Caltech))