For menneskers øjne er nattehimlen en konfetti af stjerner. Kraftfulde teleskoper viser os de fjerne planeter og fjerne galakser, som vores ulykkelige nethinder ikke kan se. Men selv Hubble-rumteleskopet kan ikke afsløre alt, hvad der er derude. Mange genstande - fizzled stjerner kendt som brune dværge, for eksempel - er for kølige til at give afkald på synligt lys, som kun repræsenterer en lille spalte af det elektromagnetiske spektrum. De udsender imidlertid energi i en usynlig form: længere bølgelængder kendt som infrarød stråling. Utroligt varme genstande, som massive eksploderende stjerner kaldet supernovas, afgiver meget af deres energi i kortere bølgelængder, der også er usynlige: gammastråler og røntgenstråler.
Relateret indhold
- Langt synet
- Hubbles sidste Hurra
Heldigvis overfører andre teleskoper disse briller til billeder, vi kan forstå. I 1990'erne og begyndelsen af 2000'erne lancerede NASA rumbaserede teleskoper kendt som de store observatorier. Den første og mest berømte, Hubble, har specialiseret sig i synligt lys. Mindre kendte, men lige så vitale instrumenter fokuserer på forskellige bølgelængder.
”Formålet var at have et stort teleskop i hver del af det elektromagnetiske spektrum, ” siger Giovanni Fazio, en astrofysiker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. ”Når man ser på universet i forskellige bølgelængder, får man et helt andet billede. De er alle et puslespil. ”
Hubbles lancering i 1990 blev fulgt af Compton (1991), der observerede gammastråler, Chandra (1999), der studerer røntgenstråler, og Spitzer (2003), det infrarøde teleskop. Compton faldt til Jorden i 2000, opløst i atmosfæren og sprøjt som planlagt i Stillehavet. (Et andet rumteleskop, Fermi, erstattede det i 2008.) Men Spitzer og Chandra er stadig op - vej op - og kører, låser universets hemmeligheder op og overgår håbet fra de mennesker, der var med til at skabe dem.
Teleskopernes billeder af blinkende nyfødte stjerner og uhyggelige sorte huller er sammensat af falske farver, som forskere tildeler de forskellige bølgelængder, som teleskopene registrerer. Udover at være datastyret er disse billeder imidlertid simpelthen vidunderlige at se. Pulserende med flamingo pink, indigo og saffran er nogle næsten psykedeliske - en blomstrende galakse ser ud til at indånde ild - mens andre husker delikate naturlige former: edderkoppebaner, vinduesruden frost, røg. Nogle få har en næsten spektral kvalitet, især "Guds hånd", Chandras portræt af en ung pulsar, hvor spøgelsesblå fingre ser ud til at kærtegne himlen.
De fleste satellit-teleskoper, inklusive Hubble, kredser rundt om Jorden, men Spitzer kredser rundt om Solen, bagefter bag Jorden i sin bane. Således undgår Spitzer ikke kun Jordens atmosfære, hvilket ville skjule teleskopets syn, den undgår også varme fra Jorden og Månen. En tilførsel af flydende helium afkølet oprindeligt instrumentet næsten til absolut nul - eller minus 459 grader Fahrenheit, den lavest mulige temperatur - så teleskopets egen stråling ikke ville fortumme dens målinger.
Spitzer ser på køligere dele af universet. Infrarød er forbundet med temperaturer fra minus 450 til plus 6.000 grader, og selvom 6.000 grader muligvis ikke lyder koldt, er astronomer vant til at registrere organer i millioner af grader.
Teleskopet har opdaget stråling fra Jupiter-lignende eksoplaneter i stramme bane rundt om andre stjerner, og det har placeret brune dværge, som - hvis de er vært for deres egne minisolsystemer, som nogle forskere formoder - kan være et ideelt sted for liv. Spitzer kan også kigge gennem kvælningsstøvet i spiralarme fra fjerne galakser for at se, hvor stjerner fødes. Disse observationer kan give indsigt i, hvordan vores eget solsystem blev dannet.
Teleskopets mest fantastiske kraft kan være dets evne til at se universet i sin spædbarn. At se dybt i rummet er det samme som at se tilbage i tiden, forklarer Fazio, der designet en del af Spitzer. Når det 13, 7-milliarder år gamle univers udvides, strækkes synligt lys ind i infrarøde bølgelængder, et fænomen kendt som rødskift. Med fokus på infrarødt lys håbede Spitzer-forskere oprindeligt at se universet, da det bare var to milliarder år gamle - men de er gået langt længere tilbage i tiden end det. ”Nu har vi været i stand til at se tilbage på 700 millioner år gamle, ” sagde Fazio for omkring 13 milliarder år siden. Spitzers observationer antyder, at galakser allerede var begyndt at dannes, da universet kun var 400 millioner til 500 millioner år gammelt, meget tidligere end tidligere teoretiseret.
Chandra, røntgenteleskop, følger en elliptisk bane rundt om Jorden, der flyver 200 gange højere end Hubble. Chandra har specialiseret sig i voldelige fænomener, såsom blusseskydning fra unge stjerner og eksplosioner af supernovas. ”Det, vi gerne vil vide, er, hvad der foregik inde i stjernen, lige inden den sprang, hvad er detaljerne i selve eksplosionen, og hvad der sker efter eksplosionen, ” siger Harvey Tananbaum, direktør for Smithsonian Astrophysical Observatory's Chandra X- ray Center.
Chandra undersøger også genstande med ekstreme tyngdepunkt eller magnetiske felter, som neutronstjerner og sorte huller. Nogle forskere forventer, at Chandra er afgørende i studiet af lidt forstået mørk stof og mørk energi, mystiske kræfter, der tegner sig for det meste af materialet i universet. Men teleskopet har også afsløret nye ting om mere kendte seværdigheder: Saturns ringe, viser det sig, glitter med røntgenstråler.
Nogle gange producerer astronomer billeder ved hjælp af data fra alle tre teleskoper. I 2009 frembragte trioen en fantastisk sammensat udsigt over Mælkevejens kerne. Hubble viste utallige stjerner, Spitzer fangede strålende støvskyer og Chandra sporede røntgenemissioner fra materiale nær et sort hul.
Teleskoper kan ikke vare evigt. Spitzer løb tør for kølevæske sidste år, skønt nogle dele stadig er kolde nok til at fungere, og teleskopet er begyndt at gå væk fra Jorden. ”Det bliver trist at se det gå, ” siger Fazio. ”Det har været en stor del af mit liv i de sidste 25 år. Men vi gruber stadig dataene og finder nye ting. ”I 2015 er Webb, et nyt infrarødt teleskop med kapacitet til at indsamle mere end 58 gange så meget lys som Spitzer, planlagt til at samle op, hvor Spitzer forlader.
Chandra fungerer stadig godt, og forskere forventer, at instrumentet skal soldatvis fortsætte i mindst et årti. Til sidst, måske et århundrede fra nu, vil det slidte teleskop sandsynligvis glide for tæt på Jorden og brænde op i atmosfæren. Men vi har mange flere lysende billeder at se frem til før da.
Abigail Tucker er Smithsonians stabsforfatter.
Chandra røntgenobservatorium viste gas opvarmet af eksplosioner og af et sort hul. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) 
Centret i vores Mælkevejsgalakse er endnu mere betagende, når det ses som en sammensat lavet af data fra tre pladsbaserede instrumenter, der er følsomme over for forskellige bølgelængder. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) 
Spitzer-rumteleskopet opsamlede infrarødt lys og opdagede skyer af støv. (NASA / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) 
Hubble-rumteleskopet, indstillet til det nærinfrarøde, afslørede aktive områder med dannelse af stjerner. (NASA / ESA / STScl / D. Wang et al.) 
I næsten 12 år har Chandra-rumteleskopet observeret røntgenunderskrifter af højenergi-objekter. "Hand of God" -tågen, 150 lysår lang, dannes af varm gas, der spydes ud fra en pulsar eller hurtigt spinde neutronstjerne. (NASA / CXC / SAO / P. Slane, et al.) 
Spiralgalaksen NGC 4258 har to spøgelsesblå arme, der indeholder gasser opvarmet af voldsomme chokbølger, produktet af partikler, der sprøjtes ud fra et sort hul. (NASA / CXC / University of Maryland / AS Wilson et al.) 
Chandra udmærker sig ved at fange kaos. Et astronomisk træk kaldet Cas A i stjernebilledet Cassiopeia er en eksplosion af affald, der udvides med millioner af miles i timen; den blev fyret fra en supernova, der blev synlig på Jorden kun for omkring 300 år siden. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage et al.) 
Nebula M17, den lyseste del af ovenstående billede, blev dokumenteret af astronomen Charles Messier i 1764. Spitzer-teleskopet, der fokuserer på infrarød stråling, der stammer fra opvarmet støv, er i stand til at se strukturer, der er forbundet med tågen. (NASA / JPL-Caltech / M. Povich (Penn State University)) 
Baseret på billedet set til venstre, tror astronomer, at stjernen BP Psc kanibaliserede en anden stjerne eller planet, da den løb tør for brændstof, hvilket forlængede sin røde gigantfase (som det ses på illustrationen til højre). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner et al., Optisk (UCO / Lick / STScl / M. Perrin et al); Illustration: NASA / CXC / M. Weiss) 
En eksplosion producerede Crab Nebula, en spektakulær struktur, som forskere stadig prøver at forstå med hjælp fra Chandra- og Spitzer-teleskopene. (NASA / CXC / SAO / F.Seward; Optisk: NASA / ESA / ASU / J.Hester & A.Loll; Infrarød: NASA / JPL-Caltech / Univ. Minn. / R.Gehrz) 
Hjem til mere end 2.200 stjerner er RCW 49-regionen et mørkt og støvet område. Dette billede blev taget med to forskellige bølgelængder for at fremhæve de opvarmede glødende gasser. (NASA / JPL-Caltech / E. Churchwell (University of Wisconsin - Madison)) 
Som det ses mod den infrarøde himmel, kan Spitzer-teleskopet kigge gennem spiralarme fra fjerne galakser for at se, hvor stjerner fødes. (NASA / JPL-Caltech) 
Røntgenbilleder fra Chandra afslører, at klyngen, der omgiver galaksen M87, er fyldt med varm gas. (NASA / CXC / KIPAC / N. Werner, E. Million et al.) 
Beliggende omkring 11.000 lysår væk i stjernebilledet Skytten, er "slangen" (øverst til venstre) faktisk en tyk sky, der er stor nok til at opslukke snesevis af solsystemer. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) 
Dette billede taget af Spitzer-teleskopet fangede denne region kaldet W5 (6.500 lysår væk), hvor alle stadier i stjerneskabelsen kan ses. (NASA / JPL-Caltech / L. Allen & X. Koenig (Harvard-Smithsonian CfA)) 
Orion-tågen er et andet hotspot fra stjerneoprettelse; trapeziumklyngen, de lyse pletter i midten til højre, er de hotteste stjerner i regionen. (NASA / JPL-Caltech / J. Stauffer (SSC / Caltech))
