Астрономија

Користејќи телескоп за да ја разгледате историјата на Земјата со некои детали

Користејќи телескоп за да ја разгледате историјата на Земјата со некои детали


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Следниот став е научен факт.

Кога гледаме далеку во универзумот (со телескопи) гледаме галаксии (или што и да гледате) како што беа пред милиони години - со други зборови, тоа беше како тие изгледаа во минатото (ова е поради брзината на светлината).

Значи, моето прашање е дали можеме да изградиме технологија (користејќи ја актуелната наука или повеќе шпекулативна / теоретска наука), користејќи го овој научен факт, исто така, да ја видиме историјата на земјата или минатото до такво ниво на детали што можеме да видиме историски настани (на пр. Индивидуални диносауруси) лицата на славните (во историските книги) - како да стоиме лице в лице со нив- од дамнешното минато? Кое е најдоброто ниво на детали што можеме теоретски да го видиме?


Не

Да речеме дека сакаме да ја видиме Земјата како што беше пред 1000 години. Да претпоставиме дека некој поставил совршено огледало на оддалеченост од 500 светлосни години, за да можеме всушност да ја видиме светлината што ја напушти Земјата пред 1000 години. (Тоа е навистина голем претпоставка.)

Најдобрите телескопи на светот не можат да ги видат местата за слетување Аполо од Земјата. Не добивме пристојни слики од фазите на спуштање, кои беа оставени на површината, сè додека лунарниот извидувачки орбитер не испрати назад фотографии направени од орбитата на Месечината. Погледнете http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/news/apollo-sites.html

1000 светлосни години е околу 20 милијарди пати далеку од Месечината. Нема начин како да ги видиме лицата на луѓето на тоа растојание со моменталната технологија - или со која било разумна технологија во иднина. (Постојат физички ограничувања на резолуцијата на оптички телескоп со дадена големина.)

И сето ова претпоставува дека го имаме тоа совршено огледало таму. Колку што знам, никој не постави такво огледало за нас, а целата светлина што ја напушти Земјата пред 1000 години сега е оддалечена 1000 светлосни години, лошо избледена и над нас.

Може да се замисли дека можеме да развиеме побрзо патување од светлината (што може и да не е физички можно), да излеземе таму, да изградиме телескоп со навистина голема решетка и да го насочиме назад кон Земјата. Но, тоа најверојатно нема да се случи наскоро и не би знаел како да утврдам колку добра слика сме може можат да добијат.

И враќањето милиони години наназад, само го влошува проблемот.


Можеме ли да ги видиме површините на вездите?

Д-р Дени Фокнер, АиГ-САД, објаснува дали астрономите можат да ги видат површините на starsвездите и какви методи користат.

На кого може да се однесува,
Ви благодариме што одвоите време да одговорите на ова прашање. Погледнав во делот „астрономија“ и не можев да го најдам одговорот. Го гледав „Создаден космос“ на д-р asonејсон Лисл (што патем е извонреден). Имам пријател кој вели дека никогаш не сме виделе површина на везда. Дали е ова точно? На видеото се прикажани неколку starsвезди, т.е: Бетелгез, Алфа Кентаури. Тој вели дека тие се премногу далеку за да можеме да ги видиме, можеме само да ја видиме нивната светлина, па претпоставуваме колку се големи или како би изгледале. Тој дури и побарал слика на aвезда ако ја имате. Ви благодарам. Фалете го Господа! Небото ја објавува славата Божја… Пс. 19: 1.

- С.Г.

Ви благодариме за вашето прашање. Stвездите, со исклучок на нашето Сонце, се многу далеку - толку далеку што тие се појавуваат како точки на светлината дури и преку најмоќните телескопи, така што нормално не можеме да ги видиме нивните површини. Сепак, imagesвездените слики всушност не се точки, туку се многу мали дискови.

Астрономите изразуваат колку е мал elвездениот диск според неговиот аголен дијаметар, аголот што тој го надминува. Ние делиме еден степен на 60 минути и една минута на 60 секунди, така што степенот содржи 3.600 лачни секунди. Колку и да е лак секундата, larвездените дискови се уште многу помали. Голема elвездена слика може да има аголен дијаметар од една илјадити дел од лакот во секунда (еден мили лак или секунда). Една маса е со пречник на пара за околу 2000 милји! Со оглед на тоа колку е мало ова, не е изненадувачки што всушност не можеме да видиме elвездени дискови во телескоп.


Користејќи телескоп за да ја разгледате историјата на Земјата со некои детали - астрономија

Според впечаток на уметник, пулсарот PSR B1957 + 20 се гледа во позадина преку облак од гас кој го обвива неговиот придружник на кафеава џуџеста starвезда. Слика: Институт за астрономија и астрофизика за засилувачи, д-р Марк А. Гарлик Данлап, Универзитет во Торонто

Набудувањето е еквивалентно на користење телескоп на Земјата за да се види болва на површината на Плутон.

Вонредното набудување беше овозможено со ретката геометрија и карактеристики на пар starsвезди кои кружат едни околу други. Едната е кул, лесна starвезда наречена кафеаво џуџе, која се карактеризира со „будење“ или опашка на гас слична на комета. Другата е егзотична rapidlyвезда која брзо се врти, наречена пулсар.

„Гасот делува како лупа точно пред пулсарот“, вели Роберт Мејн, главен автор на трудот во кој се опишува набvationудувањето објавено на 24 мај во списанието „Природа“. „Ние во суштина го разгледуваме пулсарот преку лупа што се појавува природно и која периодично ни овозможува да ги видиме двата региона одделно“.

Мајн е студент на доктор по астрономија на Катедрата за астрономија и астрофизика на Универзитетот во Торонто, работи со колеги на Универзитетот во Торонто и # 8217 Институтот за астрономија и засилувач на Данлап и Канадскиот институт за теоретска астрофизика и Институтот за периметар.

Пулсарот е неутронска starвезда која ротира брзо - над 600 пати во секунда. Додека пулсарот се врти, тој испушта зраци на зрачење од двете жаришта на неговата површина. Интензивните региони на зрачење што се забележуваат се поврзани со зраците.

Кафеавата џуџеста starвезда има дијаметар од околу една третина од Сонцето. Оддалечен е околу два милиони километри од пулсарот - или пет пати поголем од растојанието помеѓу Земјата и Месечината - и орбитира околу неа за нешто повеќе од 9 часа. Starуџестата придружна starвезда е незгодно заклучена до пулсарот така што едната страна секогаш се соочува со својот пулсирачки придружник, начинот на кој Месечината е прилично заклучена на Земјата.

Бидејќи е многу близу до пулсарот, кафената џуџеста starвезда е разгорена од силното зрачење што доаѓа од нејзиниот помал придружник. Интензивното зрачење од пулсарот ја загрева едната страна од релативно кул џуџестата starвезда до температурата на нашето Сонце или околу 6000 ° C.

Експлозијата од пулсарот на крајот може да ја наведе смртта на нејзиниот придружник. Пулсарите во овие типови бинарни системи се нарекуваат пулсари „црна вдовица“. Исто како што пајакот црна вдовица го јаде својот партнер, се смета дека пулсарот, со оглед на соодветните услови, може постепено да го еродира гасот од џуџестата starвезда сè додека не се потроши последната.

Покрај тоа што е набудување на неверојатно висока резолуција, резултатот може да биде поим за природата на мистериозните појави познати како Брзи радио експлозии или FRB.

„Многу забележани својства на FRB можат да бидат објаснети ако се засилени со плазма леќи“, вели Мајн. „Карактеристиките на засилените импулси што ги детектиравме во нашата студија покажуваат извонредна сличност со рафалите од повторувачката FRB, што сугерира дека FRB што се повторува може да биде осветлена од плазмата во нејзината галаксија домаќин“.

1. Пулсарот е назначен PSR B1957 + 20. Претходната работа предводена од коавторот на Мајн, проф. Мартен ван Керквијк, од Универзитетот во Торонто, сугерира дека тоа е веројатно еден од најмасовните познати пулсари, а понатамошната работа за прецизно мерење на нејзината маса ќе помогне во разбирањето како се однесува материјата највисоката позната густина и еквивалентно на тоа, колку е масивна неутронска starвезда пред да се сруши во црна дупка.

2. Мајн и неговите коавтори користеа податоци добиени со радио телескопот Опсерваторија Аресибо пред ураганот Марија да го оштети телескопот во септември 2017 година. Соработниците ќе го користат телескопот за да направат следни набationsудувања на PSR B1957 + 20.

КОНТАКТ ИНФОРМАЦИИ:

Роберт Мејн
Одделение за астрономија и амстрофизика
Институт за астрономија и амстрофизика Данлап (соработник)
Универзитет во Торонто
е: [email protected]

Крис Сасаки
Координатор за комуникации | Службеник за печатот
Институт за астрономија и засилувач на Dunlap
Универзитет во Торонто
w: dunlap.utoronto.ca
стр: 416-978-6613
е: [email protected]

Институтот за астрономија и засилувач на Dunlap на Универзитетот во Торонто е опремен истражувачки институт со над 70 факултети, постдоктори, студенти и персонал, посветен на иновативна технологија и инструментација, врвни истражувања, обука од светски ранг и ангажман на јавноста. Темите на истражувањето на неговиот факултет и соработниците на Данлап го опфаќаат Универзумот и вклучуваат: оптичка, инфрацрвена и радио инструментација Темна енергија структура од големи размери Космичката микробранова печка за меѓустеларна средна галаксија еволуција космички магнетизам и наука за временски домен.

Институтот Данлап, Одделот за астрономија и астрофизика, Канадскиот институт за теоретска астрофизика и Центарот за планетарни науки го сочинуваат водечкиот центар за астрономско истражување во Канада, на водечкиот истражувачки универзитет во земјата, Универзитетот во Торонто.

Институтот Данлап е посветен да ги направи своите науки, обуки и активности за јавно информирање продуктивни и пријатни за секого, без оглед на полот, сексуалната ориентација, попреченоста, физичкиот изглед, големината на телото, расата, националноста или религијата.


Телескоп со големина на Земјата

Комбинација од девет радиотелескопи низ целиот свет ветува дека ќе се произведе најдобрата слика на црната дупка во срцето на Млечниот пат.

Најжестоката бура во нашата галаксија бесне токму во нејзиниот центар. Тоа е меур потопол од која било starвезда: вртлив диск со прегреан гас што испукува два авиони, еден над и еден подолу, што вртуваат и се вртат како торнада. Во средината седи око на совршена мирност - сфера на тотално црно, со милиони километри преку. Ова е супермасивната црна дупка во центарот на Млечниот пат. Сега, со помош на телескоп со големина на Земјата, ќе ја фатиме нашата прва слика за тоа.

Црните дупки се можеби најмистериозните објекти во универзумот. Тие се региони на вселената толку искривени од гравитацијата што дури и светлината не може да избега. Тие опкружуваат објекти со очигледна бесконечна густина, наречени гравитациони сингуларитети - каде што се расипуваат законите на физиката, како што ги познаваме.

Да се ​​„види“ црна дупка може да изгледа невозможно, но регионот непосредно пред работ, или хоризонтот на настаните, на црната дупка е всушност неверојатно светла.

Материјата што паѓа во црна дупка се загрева, преку некој слабо разбран механизам, до милиони Целзиусови степени. Ова ги прави најголемите - како што се супермасивните црни дупки во центарот на галаксиите - меѓу најсветлите објекти во универзумот.

Многу од нив биле илустрирани порано, но само како светли точки, никогаш со никаков детал од нивното внатрешно работење.

Да видиме еден, најдобро е да ги насочиме нашите телескопи кон со constвездието Стрелец и светло место познато како Стрелец А *, каде што е сопствената супермасивна црна дупка на Млечниот Пат оддалечена околу 25 000 светлосни години од нас.

Постои проблем, сепак. Не можеме да земеме само еден кикс на Стрелец А * со вселенскиот телескоп Хабл, бидејќи нашиот поглед е заматен со гас и прашина. Ние мора да се свртиме кон радио брановите, кои можат да поминат непречено низ галаксијата.

Потребен ни е и најголемиот радио телескоп некогаш изграден, бидејќи типичните радиотелескопи можат да детектираат само предмети милиони пати поголеми од Стрелецот А *. Бидејќи е многу далеку, Стрелецот А * е мала дамка на небото, оддалечена е само 37 микросекунди - приближно еднаква на грозјето што седи на површината на Месечината.

Телескопот Хоризонт на настани (ЕХТ) опфаќа низа од девет радиотелескопи ширум светот: во Чиле, САД, Мексико, Франција, Шпанија и Антарктикот. Со триаголизирање на податоците од секоја, ЕХТ работи како едно раскошно радио јадење, илјадници километри во ширина. Сигналот нема да биде совршен, но треба да биде доволен за да се долови светлото место на Стрелецот А * и црната силуета во нејзиниот центар.

Таквата слика може да ни овозможи да ја тестираме нашата поткрепа за физика и космологија на нови начини, особено Ајнштајновата теорија за општа релативност.

Една од првите работи што физичарите ќе ја погледнат е формата на самата црна дупка. Теоријата за општа релативност предвидува црните дупки да бидат совршено сферични, што значи дека сликата на EHT за силуетата треба да изгледа кружна. Секаков вид на скршена форма може да биде првото наб observудувачко несогласување со прифатената православие - поставување потенцијална револуција во физиката.

Друга мистерија се однесува на дискот за акумулација, вртливиот облак материјал во движење околу дупката. Како се загрева? Физичарите често го опишуваат процесот како еден вид на „триење“ - како честичките на гасот да се тријат едни со други додека се тресат околу дискот. Сепак, знаеме дека гасот ќе биде премногу дифузен за директен физички контакт. Нешто друго мора да се одвива, можеби поврзано со силни магнетни полиња што предизвикуваат турбуленции. Повторно, директните слики може да ни го дадат одговорот.

Еволуцијата на супермасивните црни дупки е врзана за растот на самите галаксии. За да ги разбереме овие процеси, ќе треба да погледнеме подалеку од Млечниот пат. ЕХТ треба да биде доволно моќен за да ја претстави супермасивната црна дупка во центарот на галаксијата Месиер 87, во соelвездието Девица, оддалечена повеќе од 50 милиони светлосни години. Иако Месиер 87 е повеќе од 2.000 пати подалеку од нас од Стрелецот А *, неговата црна дупка е 1.500 пати помасивна, па затоа треба да се појави само малку помала од Стрелецот А *.

Деветте телескопи ги обучија сите свои „очи“ на Стрелец А * во април 2017 година. Оттогаш, научниците ги составуваат податоците, ја рендерираат сликата и ги споредуваат со моделите како што очекуваме да изгледа црната дупка. Астрономите и астрофизичарите сега очекуваат наскоро да ги имаат првите слики од ЕХТ.

Резултатот може да биде најголемиот астрофизички настан за 2018 година, најавувајќи ново време во астрономијата на црните дупки - сето тоа гледајќи во окото на бурата што беснее во центарот на нашата галаксија.


5. Зошто моите слики не го вклучуваат целиот објект?

Може да забележите дека кога набудувате предмет како што е маглината Розета или маглината рибник, не можете да ја видите целата работа, туку мал регион на објектот. Тоа е затоа што некои предмети се толку големи во видното поле на Ливерпулскиот телескоп што целиот предмет не може да се вклопи во една рамка. Телескопот Ливерпул нема можност за зумирање и одзумирање на објекти, но има поставено видно поле на ноќното небо!


Научни науки за спектар и # 039 Блог на продавници

Во минатите записи на овој блог разговаравме за заслугите Екваторијални Монти наспроти Алтамимут кои се монтираат на телескопи, но никогаш не влеговме во многу детали за тоа како правилно да се користи една од овие монтирања. Еве неколку основни совети за почетник кој прво се обидува да го користи екваторијалното монтирање. Забележете дека ова не се навестувања за прецизно усогласување & # 8211 тие се строго за почетниците за да не бидат презаситени! Зборувајќи за што

1) Направете го поставувањето колку што е можно поедноставно на почетокот.

Погледнете ги упатствата за телескоп за екваторијални монтирања и # 8217 ќе видите многу информации за прилагодување на круговите за поставување, со користење на опсег на поларна оска и други детали за тешки задачи. Еве и # 8217 навестување: Ако не планирате да направите астрофотографија или долги, долги сесии за гледање, не ви требаат сите тие поставки! Еве што треба да направите:

2) Поставете ја скалата на географската ширина на вашата географска ширина и насочете ја поларната оска, така што таа покажува кон север

Тоа е многу зборови таму, но ние # 8217 ќе поедноставиме и користиме слики! Пред сè, треба да ја поставите вашата поставеност за монтирање и # 8217 за да одговара на вашата локација на земјината топка. Порамнувањето е поставено од географската скала на страната на монтирањето, зад дното. Еве каде е на мал телескоп:

Има три мали делови за ова. Прво е тоа нешто што покажува кон бројки. Сакате таа стрелка да покаже број кој е многу, многу блиску до вас, како лична географска ширина. Одете и земете мапа ако имате потреба. Ние сме поставени на 40 степени, бидејќи тоа е географската ширина на нашата продавница во Филаделфија. Или барем е близу до тоа.

Следниот дел е насочување на монтирањето така што оската Десно Вознесение е насочена кон север. Оваа корисна слика ќе посочи кој дел од телескопот е тоа.

Посочете ја таа вратило (по прилагодување на географската ширина) кон север. Обидете се да бидете што е можно попрецизни, но немојте да се закачите на тоа, користете компас за да помогнете.

Штом еднаш го сторивте тоа, честитки! Направивте основно поларно усогласување! Она што значи ова е дека вратилото кон кое сте насочиле сега е паралелно со оската Земја и # 8217 и ако можете да погледнете низ неа, таа би била насочена приближно кон Северната Starвезда (поларис).

Ова е рудиментирано усогласување и е совршено прифатливо за повеќето почетници. Ако преминете во понапредни работи како астрофотографијата, ќе треба да бидете многу, многу попрецизни во вашето усогласување.

Добро, така тоа беше лесно, но сега е потешкиот дел, мора да промените како размислувате за работите:

3) Престанете да размислувате во смисла нагоре и засилувач надолу, лево & засилено десно, започнете да размислувате во смисла на десно вознесение и деклинација.

Добро, затоа алтазимут или телескоп Добсонијан се движи нагоре / надолу лево / десно, што е лесно да се сфати, но е лош за следење. Екваторијалниот телескоп се движи во десно вознесение и деклинација, што е малку потешко да се разбере.

Во основа, ако гледате како moveвездите се движат на небото (или се чини дека се движат додека Земјата се врти), ќе забележите дека тие се движат во лак на закривување низ небото. Со поставување на вашиот телескоп како во делот # 2, го поставивте вашиот телескоп така што тој може да ги следи тие предмети додека се движат. Трикот е сега што треба да го преместите телескопот во Десно вознесение и деклинација, а не горе / долу лево десно. Ова е промена на начинот на размислување што ќе треба да ја прилагодите за правилно користење на монтирање. Графиката може да помогне при разбирање на истата (иако требаше да користиме права линија наместо крива за десно напрегање).

Значи, кога сте на еден небесен објект и треба да го преместите на друг, можете & # 8217 да одите & # 8220а малку лево, а потоа да го насочите телескопот нагоре многу повеќе отколку што е сега. Треба да го поместите телескопот во Десно вознесение, а потоа да го поместите скоро дијагонално во Деклинација за да станете на целта. Ова може да биде фрустрирачко за учење. Со поголеми држачи на Екваторијал и Atвезден атлас, ова може да биде полесно со едноставно & # 8216оценување со круговите за поставување & # 8217, но поставувањето на круговите за поставување ги комплицира работите повеќе отколку што се обидуваме да направиме за овој пост на блогот.

Така, година, ќе мора да вежбате ваков вид на движење додека не се навикнете. Но, имајте на ум дека додека го движите телескопот може да забележите нешто:

4) Вашиот телескоп монтиран на Екваторијал никогаш, никогаш нема да изгледа како во каталогот додека е во употреба.

Добро, па се сеќавате на оваа слика од горниот дел од овој запис на блогот?

Па тоа е нешто како лага. Голема дебела лага.

Ох, тоа погледи убаво Телескопот го гледа својот најатрактивен во таа позиција, поради што скоро секој телескоп EQ од секоја компанија го покажува во таа позиција.

Верувајте ми, тие се обидоа да го покажат на други позиции, но тоа едноставно не е воопшто фотогенично.

Погледнете ја тука & # 8217-та работа: Дали забележавте дека голема тежина се држи на столбот надолу од цевката на телескопот & # 8217s? Тоа се нарекува А. противтежа и таму е за да се балансира тежината на оптичката цевка како што е насочена. Но, во прикажаната позиција (насочена директно надолу) тоа не се прави било што!.

Бидејќи во реалноста, телескопот почесто ќе изгледа вака (или барем вака насочен ако беше надвор):

Се разбира, ова е снимено во затворен простор, но ви дава идеја за тоа како би можел да биде насочен телескопот. Ова е снимено од предната страна (север) на планината за телескопот да биде насочен кон Запад. Сега телескопот и # 8217-тата тркалезна тежина навистина прават нешто, но би сторило уште повеќе ако телескопот е насочен кон Север или Југ, бидејќи би изгледал вака:

t навистина ја работи својата работа.

Значи, за поместување на телескопот и # 8217 во позиција:

5) Користете ги контролите за бавно движење за кога сте близу до вашата цел, поместете го телескопот со олабавување на та

Завртки за заклучување за што било поголемо.

Добро, па можеби сте ги забележале овие вретено пластични копчиња кои се протегаат од монтирањето. Еве, ги обележавме на оваа слика со црвена боја.

Ова се контроли на бавно движење, тие ви овозможуваат да го насочите телескопот, а оној во Десното вознесение ќе ви овозможи да следите предмет додека се движи низ ноќното небо со вртење на копчето. Овие работи се одлични и една од главните карактеристики на планината Екваторијал.

И треба да ги користите само кога сте многу близу да бидете таму каде што предметот го гледате.

Контролите на бавно движење можат & # 8217t да го придвижат телескопот многу & # 8211 тие можат да одат на неколку степени, но потоа ќе ја достигнат својата граница и ќе го освојат & # 8217t телескопот повеќе. Треба да се обидете да избегнете достигнување на оваа граница затоа што е тешко да се повлечете одназад и можеби ќе ви треба таа опуштеност подоцна.

Значи, за поголеми движења подобро е да ги олабавите завртките за заклучување (обележани со сини стрели (барем оние што се уште се на сликата)) и да ја преместите цевката рачно, вртејќи се во Р.А. и Деклинација по потреба. Откако ќе се приближите до целниот објект, затегнете ги завртките (критично!) И користете ги контролите за бавно движење.

Овие навестувања треба да ви дадат почетна идеја за тоа како да управувате со вашиот екваторијално монтиран телескоп. Тука постои крива на учење и ќе треба да се прилагодите на неа. Но, придобивките го прават тоа исплатливо, чисто небо!


Ако телескопите се временски машини, JWST сепак ќе не врати назад

Гледајќи далеку, можеме да погледнеме назад во времето. Овој едноставен, но фантастичен факт им овозможува на астрономите да набудуваат снимки од универзумот во различни периоди, користејќи ги за да ја соберат сложената историја на космичката еволуција. Со секој нов телескоп што го градиме, можеме да видиме подалеку и порано во историјата на универзумот. Вселенскиот телескоп Jamesејмс Веб (JWST) се надева дека ќе гледа сè до времето кога се формираат првите галаксии.

Поврзана содржина

Поимот дека гледањето надвор одговара на гледање наназад е релативно млад. Потекнува од теоријата за специјална релативност на Ајнштајн и # 8217, која тврди & # 8212 меѓу другите работи & # 8212, дека светлината патува со брзина на светлината и дека ништо не патува побрзо од тоа. Секојдневно, скоро никогаш не ги доживуваме последиците од овој концепт, бидејќи брзината на светлината е толку голема (300.000 км / секунда, или околу милион пати побрза од авион) што ова & # 8220 патно време & # 8221 е тешко . Ако ја вклучиме светлината или некој ни испрати е-пошта од Европа, ги доживуваме овие настани (гледаме дека сијалицата се вклучува или ја добиваме е-поштата) како моментални, бидејќи на светлината му треба само мал дел од секундата за да патува низ соба, па дури и околу целата Земја. Но, на астрономска скала, конечноста на брзината на светлината има длабоки импликации.

Сонцето е оддалечено околу 150 милиони км, што значи дека на светлината од сонцето и требаат околу 8 минути и 20 секунди за да стигне до нас. Кога гледаме во сонцето, гледаме слика стара 8 минути. Нашата најблиска соседна галаксија, Андромеда, е оддалечена околу 2,5 милиони светлосни години кога гледаме во Андромеда, ние ја гледаме како пред 2,5 милиони години. Можеби ова звучи многу на човечките временски размери, но навистина е кратко за што се однесува до галаксиите, нашата & # 822020аземна & # 8221 слика е веројатно уште добра претстава за тоа како изгледа Андромеда денес. Сепак, огромната пространост на универзумот гарантира дека има многу случаи за кои времето на патувањето на светлината и # 8217 е важно. Ако погледнеме галаксија оддалечена една милијарда светлосни години, ја гледаме како пред една милијарда години, доволно време за една галаксија значително да се промени.

Па, колку далеку во времето можеме да видиме? Одговорот на ова прашање го одредуваат три различни фактори. Една од нив е фактот дека универзумот е стар & # 8220 само & # 8221 13,8 милијарди години, така што можеме & # 8217 да погледнеме во минатото во епохата подалечна од почетокот на универзумот, позната како Биг Бенг. Друго прашање & # 8212 најмалку ако се занимаваме со астрофизички објекти како што се галаксиите и # 8212 се што треба да разгледаме. Исконскиот универзум беше врела супа од елементарни честички. & # 160 Требаше некое време да се изладат овие честички и да се соединат во атоми, starsвезди и галаксии. Конечно, дури и откако овие објекти беа на место, за да се видат од Земјата многу милијарди години подоцна потребни се екстремно моќни телескопи. Осветленоста на физичките извори брзо се намалува со оддалеченоста, а обидот да се забележи галаксија на растојание од 1 милијарда светлосни години е подеднакво предизвик како и обидот да се забележи светло за автомобил и # 8217s пред околу 60.000 милји. Обидот да се забележи истата галаксија на растојание од 10 милијарди светлосни години е 100 пати потешко.

Досега, ова беше движечки фактор за ограничување на растојанието до најоддалечените галаксии што можеме да ги видиме. До 80-тите години на минатиот век, сите наши телескопи се засновани на земјата, каде што атмосферата на Земјата и # 8217 и загадувањето на светлината ги попречуваат нивните перформанси. Како и да е, веќе бевме свесни за галаксиите оддалечени над 5 милијарди светлосни години. Лансирањето на вселенскиот телескоп Хабл во 1990 година ни овозможи да го срушиме овој рекорд на далечина многу пати и, додека го пишувам ова, најоддалечената позната галаксија се наоѓа на неверојатни 13,4 милијарди години во минатото.

JWST ќе користи инфрацрвена светлина за да ја проучи секоја фаза во космичката историја, почнувајќи од првиот светлосен сјај по Големата експлозија до формирање на elвездени системи способни да поддржуваат живот на планети како Земјата. (НАСА)

Ова нè доведува до едно од клучните прашања на модерната астрономија: кои својства на овие далечни галаксии можеме да ги измериме всушност? Додека набationsудувањата на блиските галаксии ги прикажуваат нивните форми и бои во многу детали, честопати единствената информација што можеме да ја собереме за најоддалечените галаксии е нивната целосна осветленост. Но, гледајќи ги со телескопи кои се чувствителни на фреквенции на светлина над видливиот опсег, како што се ултравиолетовите, радио и инфрацрвените зраци, можеме да откриеме траги за elвездените популации на галаксијата, како и за нејзината оддалеченост од нас.

Набудувајќи ги галаксиите на што повеќе различни фреквенции, можеме да создадеме спектар, кој покажува колку е светла галаксијата во секој вид светлина. Бидејќи универзумот се шири, електромагнетните бранови што ги детектираат нашите телескопи се протегаа попатно и така се случува количината на истегнување во спектрите да биде пропорционална на растојанието на галаксијата од нас. Овој однос, наречен & # 160Hubble & # 8217s Закон, ни овозможува да измериме колку се далеку овие галаксии. Спектрите исто така можат да откријат други својства, како што се вкупната количина на маса во starsвездите, брзината со која галаксијата формира starsвезди и староста на elвездените популации.

Само пред неколку месеци, тим астрономи од САД и Европа користеа набудувања од вселенскиот телескоп Хабл и инфрацрвениот вселенски телескоп & # 160Спицер & # 160 за да ја откријат најоддалечената галаксија досега позната, & # 160GN-z11. Гледано само 400 милиони години по Големата експлозија (& # 8220 кога универзумот беше само 3 проценти од сегашната старост, & # 8221 според главниот истражувач Паскал Ош) има маса од една милијарда сонца заедно, околу 1/25 & # 160 од нашиот сопствен Млечен пат.

GN-z11 формира starsвезди околу 20 пати побрзо, со извонредна брзина од 25 нови сонца годишно. Неверојатно е што толку масивна галаксија постоеше само 200 милиони до 300 милиони години откако започнаа да се формираат првите starsвезди. Потребно е навистина брз раст, да се создадат starsвезди со огромна брзина, за да се формира галаксија што е милијарда соларни маси толку брзо, & # 8221 објаснува Гарт Илингворт, друг истражувач во тимот за откривање.

Постоењето на ваков масивен објект во толку рано време се судира со сегашните сценарија на вселенско собрание, што претставува нови предизвици за научниците кои работат на моделирање на формирање и еволуција на галаксијата. & # 8220 Ова ново откритие покажува дека телескопот Веб (JWST) сигурно ќе најде многу такви млади галаксии кои достигнуваат до кога се формирале првите галаксии, и # 8221 вели Илингворт.

JWST е закажано за лансирање во 2018 година и ќе кружи околу сонцето / Земјиниот систем од специјална локација оддалечена 900 000 милји од нас. Како Хабл, JWST ќе носи неколку инструменти, вклучително моќни фотоапарати и спектрографи, но ќе има зголемена чувствителност: неговото примарно огледало ќе биде скоро седум пати поголемо, а опсегот на фреквенции ќе се протега многу подалеку во инфрацрвениот регион. Различниот опсег на фреквенции ќе му овозможи на JWST да открие спектри со поголемо истегнување, кои припаѓаат на подалечни објекти. Исто така, ќе има единствена можност за земање спектри од 100 објекти истовремено. Со JWST, очекуваме да ја истуркаме бариерата на далечината уште подалеку, во епоха само 150 милиони години по Големата експлозија и да ги откриеме првите формирани галаксии. JWST ќе ни помогне да разбереме како облиците на галаксиите се менуваат со текот на времето и кои фактори ги регулираат меѓусебните интеракции и спојувања на галаксиите.

Но, JWST нема да гледа само на галаксии. Со eringиркање на универзумот во инфрацрвена светлина, ќе можеме да видиме низ густите завеси на прашина што опфаќаат новородени starsвезди и планети, обезбедувајќи прозорец кон формирањето на другите соларни системи. Понатаму, специјалните инструменти наречени коронаграфи ќе овозможат снимање на планети околу другите starsвезди и се надевам дека ќе доведат до откривање на неколку планети слични на Земјата, во можност да живеат живот. За секој што некогаш погледнал во небото и се прашувал што & # 8217 има таму, следната деценија ќе биде многу возбудливо време.


Резиме

Пронаоѓањето на телескопот со видлива светлина / оптичкиот телескоп ја промени перспективата на нашиот свет засекогаш. Сега, секој од нас може да погледне во небото со овие инструменти и да ја разгледа Месечината, планетите, далечните галаксии и starsвездите, и зошто да не, дури и да открие нови небесни објекти таму.

Само запомнете, со рефракторски телескоп, можете да ја видите Месечината, планети со рефлекторски телескоп, можете да прегледувате предмети на длабокото небо, а со катадиоптрискиот телескоп и двете. Универзумот е ваш за освојување, и тој е # 8217, сето тоа благодарение на пронаоѓањето на телескопот со видлива светлина.


Кредити за слика

Дали знамето што астронаутите го оставија сè уште е на Месечината? Ако е така, дали може да се види со помош на телескоп? Што е со лунарниот ровер? Можеме ли да го искористиме вселенскиот телескоп Хабл да видиме нешто што оставиле астронаутите?

Да, знамето е сè уште на Месечината, но не можете да го видите со помош на телескоп. Најдов неколку статистички податоци за големината на опрема за Месечината во Press Kit за мисијата Аполо 16. Знамето е долго 125 см (4 стапки) и ќе ви треба телескоп со оптичка бранова должина околу 200 метри (

650 стапки) во дијаметар за да го видите. Најголемиот телескоп со оптичка бранова должина што го имаме сега е телескопот Кек на Хаваи со дијаметар од 10 метри. Вселенскиот телескоп Хабл има дијаметар од само 2,4 метри - премногу мал!

Resolving the larger lunar rover (which has a length of 3.1 meters) would still require a telescope 75 meters in diameter.

Even barely resolving the lunar lander base, which is 9.5 meters across (including landing gear), would require a telescope about 25 meters across. And in reality you would want a couple (or a few) resolution elements across the object so that it's possible to identify it. (Otherwise it'll look like a one pixel detection, not an image, and I don't think people would be convinced by a couple pixels!) In addition, with a ground based telescope, you have to deal with distortion by the atmosphere as well, so you'll probably want something considerably larger than 25 meters if you want a good, believable, image of the lander. We don't have anything that big built yet! So there's really no way to image equipment left behind by the astronauts with current telescope technology.

More details for the mathematically inclined: How did I calculate this stuff? Well, here's the procedure. Let's take the case of Hubble and find out what the smallest thing it can see on the surface of the Moon is.

  1. Resolution (in radians) = (wavelength)/(telescope diameter) or R= w/D. This is a formula from optics.
  2. So for Hubble we know that the telescope diameter is 2.4 meters (it's not very big - it had to fit into the Shuttle.) Also, we know that visible wavelength light is in the range 400-700 nanometers. I'll use 600 nm, because it's somewhere in the middle and I've used it before for this calculation.
  3. If you use all units of meters and do R= (600e -9 )/(2.4) = 2.5e -7 . Well, that gives us the resolution of Hubble in radians which isn't too intuitive, but we can convert to meters on the surface of the Moon.
  4. To find the spatial extent that 2.5e -7 radians is at the distance of the moon, set up a triangle between Earth and the Moon, where R is the angle in radians that we calculated, x is the side opposite angle R which corrosponds to the object on the moon, and the adjacent side is the Earth-Moon distance. Then you have Tangent(R)=x/(distance Moon). The distance to the moon is 384,400 km. So converting to meters again and plugging in R and dмесечина will give you a size in meters of the smallest size thing HST can see.
  5. When you do this you get 96.1 meters (315 feet). The astronauts didn't leave anything this big! If you look at this HST image of the Moon you can see that they say "Hubble can resolve features as small as 280 feet across." I think they used 500 nm as their wavelength instead of 600 nm, but it's the same order of magnitude as what we got here. So there's no way HST can see anything humans left behind. HST can do a good job of studying large-scale geology, like craters, which is what the images were of. People and their stuff are just really small on a planetary scale!

Update from Ann: It's still the case that the relatively small telescopes we have on Earth, and orbiting Earth, can't see these tiny features on the Moon. But in 2009 NASA launched the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) probe to orbit the Moon, study the landscape in detail, and characterize the environment (mostly focused on checking for radiation, with which future astronauts would have to contend).

In addition to carrying out this scientific mission, LRO was able to take images of the Apollo landing sites (for the Apollo 11, 12, 14, 15, 16, and 17 missions) and could identify the flags and other equipment. Read more about that here or here, and check out NASA's multimedia image archive from LRO including this stunning image of the Apollo 11 site.


See For Yourself

While these alien volcanoes on Io may be out of reach for backyard sky-watchers, the moon and its host planet Jupiter are easy targets for the unaided eye and binoculars.

The largest planet in the solar system, Jupiter is easy to find in the night sky, as it dominates the starry heavens with its brilliance. After night falls this week, look halfway up the western sky for the brightest star-like object—that will be the gas giant nestled within the constellation Cancer, the crab.

While the planet itself is easily found with just the naked eye, even from light-polluted cities, to catch sight of its four largest moons, including Io, you will need a pair of binoculars or, even better, a small telescope.


Погледнете го видеото: Tim Rawle - Kada orbitą pasieks James Webb teleskopas? Mokslo sriubos podkastas #79 LTsubtitrai (Декември 2022).