Една снимка вместо хиляди думи (или: едно много тънко и дълго парче вселена)

На английски има един израз - "A picture is worth a thousand words" - грубо преведено - Снимката замества (буквално: струва колкото) хиляди думи. За снимката, за която искам да ви разкажа, ще се изпишат стотици хиляди думи в най-близко бъдеще, от астрономи работещи по проекта GOODS (виж речника в края). Този къс небе е изучаван подробно с най-добрите телескопи в орбита около земята, с рентгенови, инфрачервени и видими лъчи.

Астрономите работят със снимки. За разлика от физиците например, които могат да създадат сами и после да контролират експериментите си в лабораторията, астрономите са наблюдатели по професия. Вселената си е каквато е, астрономите я наблюдават, създават си теории за нея и после ги тестват с още наблюдения. Имат контрол най-вече върху апаратурата с която наблюдават (телескопите и детекторите на данни), но не и върху това кога ще се случи нещо или какво би било протекло различно например, ако се увеличи температурата на даден район докато плътността остане константа. Снимките получени през различни филтри и спектрите излъчвани от различните обекти са всичко, с което астрономите разполагат.

Европейската организация за астрономически изследвания в южното полукълбо (ESO) обяви наскоро, че астрономи са получили нова снимка на космосa в ултравиолетови лъчи. Интересното на тази снимка е че е най-дълбоката снимка на космоса заснета в близките ултравиолетови лъчи (U филтър) получена до днес от земята (общо 40 часа наблюдения). Голяма част от спектъра на ултравиолетовите лъчи, които се излъчват предимно от масивни млади звезди от близки и далечни галактики или от материята обикляща черните дупки, неутронни звезди, или белите джуджета (особенно свръхтежките черни дупки намиращи се в центровете на галактиките), се поглъща от озонния слои на земната атмосфера. (В пооследното изречение, изброените източници на ултравиолетови лъчи се отнасят за космоса като цяло, за нас на земята най-близкия и поради това най-силен източник на ултравиолетови лъчи е нашето слънце - не много масивна звезда на средна възраст.) Поглъщането на ултравиолетовите лъчи от земната атмосфера е чудесно за нас хората от медицинска гледна точка - късите ултравиотелови лъчи предизвикват рак на кожата - но прави работата на астрономите по-трудна.

Само част от близките ултравиолетовите лъчи достигат до земята и много телескопи и детектори в ултравиолетовата астрономията заснемат космоса от сателити в орбита около земята вместо от телескопи на земята. Колко дълбока е една снимка на космоса зависи от големината на телескопа (и дължината на наблюдението при достатъчна разделителна способност): за дадено време, големите телескопи "виждат" по надалеч, тоест до по-голяма дълбочина. Да изпратим по-големи (тоест по-тежки) телескопи в космоса е скъпо и трудно.

Новата дълбоката снимка заснета в близките ултравиолетови лъчи е получена от инструмента VIMOS прикачен на Very Large Telescope (VLT включва 8.2 метрови телескопа) на Паранал, Чили. Снимката която виждате обаче включва и 15 часова снимка през "червения филтър", както и снимка получена през "синия филтър" на друг, по-малък (2.2 метра) телескоп също намиращ се в Чили.

Някои може да запита, "Но какво значение има дълбочината на една космическа снимка?" Колкото по дълбока е една снимка на космоса, толкова по далечни обекти могат да бъдат различени и изучавани от нея. А далечните обекти в космоса са също и обекти от миналото на космоса. (Това е така защото светлината не се движи към нас безкрайно бързо и тази която достига детекторите ни днес е тръгнала преди много, много време към нас.) Дълбоките снимки на космоса - тази е с ширина и дължина 14.1х21.6 арк-минути (за сравнение, диаметъра на луната е около 30 арк-минути) - са двуизмерни снимки на един триизмерен свят. Ако тази снимка разреши на астрономите да изучават галактики отдалечени, да речем, на 17 милиарда светлинни години от нас (тоест червено отместване причинено от разширяването на вселената равно на 2), дължината и ширината на заснетото парче космос  съответстват на около 7х13 милиона светлинни години. Третото измерение на тази снимка е много, много по дълбоко (повече от хиляда пъти) - парчето космос от тази снимка е едно много, много дълго и тънко парче! А вселената е била само на 3.3 милиарда години, при червено отместване равно на 2, докато днес е вече на 13.7 милиарда години!

За повече информация (на английски) и по добри снимки идете тук.

Речник:

GOODS - Great Observatories Origins Deep Surveys - "изследване на произхода на галактиките с великите обсерватории" - проект включващ данни от Чандра, Хъбъл, и Спитцър, трите най-добри телескпи в орбита около земята, за рентгенови, видими, и инфра-червени лъчи.
VIMOS - Visible wide field IMager and Multi Objects Spectrograph - "широко-обхватна камера за видими лъчи и много-обектен спектрограф" (инструмент приказчен към телекопа VLT)
VLT - Very Large Telescope - "много голям телескоп", 4 8.2 метрови телескопа на планината Паранал в Чили
U or Ultraviolet filter - ултравиолетов филтър, които пропуска лъчи с дължина на вълната между 360 и 400 нанометра
R or Red filter - червен филтър, пропуска лъчи от видимия спектър, с дължина на вълната между 550 и 700 нанометра
B or Blue filter - син филтър, пропуска лъчи от видимия спектър, с дължина на вълната между 400 и 500 нанометра