Kosmoso observatorija "Herschel" baigė savo darbą • Olga Kochina • "Mokslo naujienos" "Elementai" • Astronomija, kosminiai tyrimai

Kosmoso observatorija „Herschel“ baigė savo darbą

Herschel observatorija ir rozetės ūkas. Paveikslėlis iš Europos kosmoso agentūros interneto svetainės www.esa.int

2013 m. Balandžio 29 d. Herschelio kosminės infraraudonosios spinduliuotės observatorija išleido heliuminio aušintuvo tiekimą, o oficialiai baigtas išsamus visatos tyrimo projektas infraraudonųjų spindulių plote. Dėl tirtų objektų pobūdžio Herschel Observatorijos užbaigimo priežastis, kaip ir ankstesnių misijų atveju, yra tolesnio aušinimo neįmanoma.

Pradėta beveik prieš ketverius metus, 2009 m. Gegužės 14 d. Kosmoso observatorija visiškai pateisino pavadinimą, suteiktą pirmojo žmogaus akies nepasiekiamam infraraudonųjų spindulių tyrėjui – William Herschel.

Herschel observatorija nebuvo pirmoji tokio tipo. Jos pirmtakai infraraudonojo dangaus modelio tyrime buvo IRAS observatorijos, pradėtos 1983 m., Ir ISO, pradėta 1995 m., Taip pat Spitzer ir Akari teleskopai, kurie pradėjo savo darbą atitinkamai 2003 ir 2006 metais. Tačiau Herschel buvo ne tik dar vienas žingsnis į priekį, bet realus proveržis: Herschel teleskopas su 3,5 metrų skersmens veidrodžiu, didžiausias tarp kosminių observatorijų,jos techninės charakteristikos buvo žymiai pranašesnės už pirmtakų teleskopus, todėl buvo įmanoma gauti tikslesnius ir išsamesnius duomenis. Spektrinės dangos plotis sukūrė Herschelą kaip tilto tipą, kuris sutampa su abu pločiuose – infraraudonųjų spindulių erdvės observatorijos pirmtakų diapazonas ir antžeminių teleskopų submilimetrų diapazonas. "Herschel" svyravo nuo submilimetro iki tolimiausio infraraudonojo spindulio (672-55 mikronų) ir buvo vienintelė pilnaverčio kosminio observatorija, kurios tyrimai buvo skirti šiai spektro daliai, todėl duomenys, gauti naudojant jo unikalumą.

Erdvės objektai yra spinduliuotės šaltiniai įvairiose spektro srityse, nuo ilgų bangų radijo emisijos iki trumpųjų bangų rentgeno spindulių ir gama spindulių. Tas pats objektas gali būti skirtas tiriant įvairius spektro regionus, tačiau procesai, kuriuos rodo radiacija tam tikrame regione, yra skirtingi. Infraraudonųjų spindulių ir submilimetrų intervalai suteikia informacijos apie šaltus objektus, kurių spinduliuotė yra arba absorbuotų fotonų iš išorinių šaltinių persiuntimas arba jų pačių šiluminė spinduliuotė.Tokie objektai neišskiria aukštesnių energijos sričių, pavyzdžiui, optinių ar ultravioletinių spindulių, arba labai mažai išskiriami, o optinių ir ultravioletinių teleskopų aptikimas ir tyrimas yra sudėtingas, jei nebūtinai neįmanomas. Taigi, pagrindinė infraraudonųjų spindulių teleskopų "specializacija" yra galaktika, žvaigždžių formavimo regionai ir protostarai, dulkių diskai, asteroidai. Infraraudonųjų spindulių diapazone taip pat pastebimi šaltų žvaigždžių – rudieji nykštukai. Termobranduoliniai procesai rudojo nykštukų nešildo žvaigždės pakankamai ryškios spinduliuotės optinio diapazono, todėl jie taip pat pastebimi daugiausia naudojant infraraudonųjų spindulių teleskopus.

Pav. 1. Aušinimo sistema "Herschel"
1. Talpykla su superkretiniu heliu laikoma virimo temperatūroje (1,65 K arba -271,5 ° C). Helis atvėsina mokslo židinio plokštumoje esančius ir tris temperatūros ekranus. Vandenyje iš skysčio dujų paviršiaus išgaruoja, kuris lėtai pratekėja iš bako į vamzdelius, apvynioti naudingąją apkrovą, ir atvėsina jį iki 1,7 K iki 4 K.
2. Tada dujų nuotėkis į temperatūros ekranų žiedus, aušinamas iki 30 K, 50 K ir 60 K, atitinkamai.
3. Kriostazinis "Dewar" indas, turintis talpyklą su superkretiniu heliu. Dujos išleidžiamos į kosmosą. Laivas yra atšaldomas iki maždaug 70 K temperatūros, spinduliuojant šilumą į kosmosą.
Paveikslėlis ESA / PACS / SPIRE / Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / Irfu – CNRS / INSU – Univ. Paryžius Diderotas, Prancūzija

Daugelis šaltų objektų turi temperatūrą, artimą absoliučiai nuliui, o bandymas stebėti juos šiltesniu instrumentu yra panaši į bandymą pamatyti žvaigždę vidurnakčio danguje, užpildytame saule. Todėl pagrindinis infraraudonųjų spindulių stebėjimo sistemos veikimo elementas yra aušinimas, o jo veikimo trukmę lemia aušinimo skysčio tiekimas. Visi trys Herschel prietaisai (HiFi, PACS ir SPIRE) buvo atšaldyti su kriostatu (1 pav.). Pradėjus stebėsenos centrą, daugiau kaip 2000 litrų perpildyto helio, kurio temperatūra buvo žemesnė nei -271 ° C, buvo dedama į specialų Dewar'o laivą. Helis, išgarinamas pastovioje temperatūroje, palaipsniui ištuštinamas indas. Norėdami nustatyti EoHe (heliu galą) pasiekimo momentą – heliumų atsargų išeikvojimas – stebėjimo centre įdiegta keletas temperatūros jutiklių. 2013 m. Balandžio 29 d. Du iš jų viršijo leistiną temperatūrą, todėl buvo galima oficialiai pranešti, kad buvo pasiektas EoHe momentas.

Pav. 2 Andromedos galaktikos vaizdas, gautas Herschel observatorijos pagalba.Andromedos galaktikos įvaizdžiai ryškiai raudoniose srityse yra žvaigždžių formavimo sritys, kurios buvo vienas iš pagrindinių Herschel tyrimo objektų. Spalvinis vaizdo kodavimas rodo regionų temperatūrą: nuo šalčio (kelis dešimtys Kelvino laipsnių) nuo raudonos iki šiltesnės. © ESA / Herschel / PACS & SPIRE konsorciumas, O. Krause, HSC, H. Linz

Per savo karjerą, "Herschel" atliko tyrimus kelių objektų: galaktikos (2 pav), molekulinis debesis, dulkių diskai aplink žvaigždes, asteroidų, įskaitant Apophis (3 pav), kuris vyks netoli Žemės 2029, kometos.

Pav. 3 Apophis vaizdas gaunamas su observatorija "Herschel" pagalba yra trys bangos ilgių: 70, 100 ir 160 mikronų, jam plaukiant netoli Žemės 5-6 2013 sausio. Šie vaizdai padės astronomams tiksliau įvertinti asteroido, kuris 2029 tiks Žemę arčiau geostacionarių orbitas daugelio palydovų trajektorija. © ESS / Herschel / PACS / MACH-11 / DLP / B.Altieri (ESPK) ir C. bučinys (Konkoly observatorija)

Unikali Herschel sukurta nuotrauka buvo pavyzdinė žvaigždės formos istorija (4 pav.). Jie leido iš naujo pažvelgti į dujų susitraukimo mechanizmą turbulencija, dėl ko susidaro pluoštinė struktūra šaltuose molekulinėse debesyse.Jei sąlygos yra tinkamos, tada gravitacija, pradedant dominuoti, skaido pluoštus į kompaktiškas branduolius. Tokiuose šerdyse esantys giliai protostarai šiek tiek kaitina aplinkines dulkes. Tik kelis laipsnius virš absoliutaus nulio, bet pakankamai Herschel jautrioms priemonėms atskleisti jų buvimo vietą.

Pav. 4 Starburst Cygnus-X (Cygnus-X). Nuotraukoje, gautoje Herschel Observatorijos pagalba, rodomi chaotiški dulkių ir dujų tinklai, parodantys masinio žvaigždyno formavimo taškus. Šiaurė yra apačioje dešinėje, į rytus viršutiniame dešiniajame kampe. Paveikslėlis ESA / PACS / SPIRE / Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / Irfu – CNRS / INSU – Univ. Paryžius Diderotas, Prancūzija

Herschel taip pat nustatė vandens garus protoplanetinėse diskuose, supančių naujai atsiradusias žvaigždes ir dar daugiau ledo vandens ant dulkių dalelių ir kometų paviršiaus. Herschelio gautos informacijos apie Saulės sistemos priklausančios kometos Hartley-2 vandens ledo sudėtį leido daryti išvadą, kad izotopų santykis tarp kometų ledo vandenyje yra beveik toks pat kaip ir Žemės vandenynų vandenyse.

Tyrinėdami žvaigždžių formavimą tolimuose galaktikuose, observatorija nustatė, kad kai kuriose iš jų šis procesas vyko daug intensyviau nei Paukščių takas net tais laikais, kai Visata buvo gana nauja.Kaip galaktika galėjo išlaikyti tokius žvaigždžių formavimo lygius pirmaisiais milijardais visatos gyvenimo metų, vis dar yra neišspręstas paslaptis mokslininkams, studijuojantiems galaktikų formavimą ir evoliuciją.

Nors observatorija nustojo veikti, su jos pagalba gautų duomenų kiekis yra toks didelis, kad astronomai daugelį metų užsiims jų apdorojimu ir supratimu. Herschelio gauti moksliniai duomenys pateikiami Europos kosmoso agentūros tinklalapyje, kuriame visi gali susipažinti su jais.

Tikimasi, kad infraraudonųjų spindulių stebėjimų pauzė truks ilgai. Netrukus 2018 m. Planuojama pradėti naują kosmoso infraraudonųjų spindulių observatoriją – teleskopą, pavadintą Jameso Webbo, kuris apžiūrės Visumą artimiausio ir viduriniojo infraraudonųjų spindulių plote. Rusijoje svarstomas ilgesnio bangos instrumento projektas – "Millimetron" kosminė observatorija.

Šaltiniai:
1) Informacija apie tyrimus naudojant Herschel observatoriją Europos kosmoso agentūros interneto svetainėje.
2) Astronomijos tyrimų svetainė, kurioje yra Herschelio tyrimų centro (Herschel mokslo centras, HSC) įkurtas Herschel (Herschelio astronomų tinklalapis).

Olga Кочина


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: