1 июля 2013 года астрономы, работающие с гамма-обсерваторией Fermi, представили новый каталог источников гамма-излучения с энергией от 10 гигаэлектронвольт. Это наиболее жесткое излучение, которое сегодня может быть зарегистрировано телескопами, и Вселенная в этом диапазоне выглядит практически абсолютно темной: даже самые яркие объекты из нового каталога давали поток излучения в несколько квантов на квадратный метр за сутки. В связи с этим «Лента.ру» представляет галерею «портретов» Вселенной в разных диапазонах электромагнитного излучения: от радио до уже упоминавшегося жесткого гамма.
1 / 17
Галактика М82 в радиодиапазоне
Изображение: T.W.B. Muxlow et al.
Радиоволны испускаются облаками межзвездного газа в тех местах, где
идет активное формирование новых звезд. Радиотелескопы выгодно
отличаются от оптических инструментов тем, что антенны на разных
континентах можно заставить работать как составные части единой
«суперантенны» с размером, равным расстоянию между самыми удаленными
точками. За счет этого радиоастрономы получают изображения с таким
угловым разрешением, которое принципиально недоступно для ограниченных
иными диапазонами наблюдателей.
2 / 17
Галактика М87 в радиодиапазоне
Изображение: телескоп «Хаббл»
Радиоволны также испускает плазма, движущаяся в магнитном поле. За
счет этого радиотелескопы позволяют наблюдать джеты — плазменные
потоки, выброшенные вдоль оси вращения черных дыр. Меняя частоту
радиоволн, мы можем получать информацию о разных процессах —
радиотелескопы рассчитаны на наблюдения в диапазоне от десятков
мегагерц до десятков гигагерц.
3 / 17
Небо в микроволновом диапазоне
Изображение: ESA
В микроволновом диапазоне видно излучение, возникшее при Большом
взрыве. Небо показано на основе данных космической обсерватории
«Планк», которая дала наиболее качественную картинку: детализация
примерно соответствует зрению близорукого человека.
4 / 17
Снимок пылевого диска Oph-IRS 48 в субмиллиметровом диапазоне
Изображение: ALMA
Наблюдения в разных диапазонах (но в пределах радиоизлучения с длиной
волны меньше миллиметра) позволяют выявить скопления частиц разных
размеров. Обсерватория ALMA таким способом смогла зафиксировать вокруг
звезды Oph-IRS 48 как облака из пылинок размером около миллиметра, так
и скопления частиц, чей диаметр составляет порядка нескольких
микрометров. Эти данные позволили астрономам предположить, что вблизи
Oph-IRS 48 формируется большое количество комет. Размер
непосредственно кометных ядер (до десятков километров) не позволяет
обнаружить их в иных звездных системах.
5 / 17
Галактика М31, инфракрасное излучение с длиной волны 24 микрометра
Изображение: телескоп Spitzer
Инфракрасное излучение позволяет видеть нагретые объекты даже там,
где их не подсвечивает падающий свет. Чем больше длина волны, тем
более холодные объекты можно увидеть и тем сложнее регистрация
излучения.
6 / 17
Галактика М31, несколько диапазонов ИК-излучения
Изображение: телескоп Spitzer
Если вести наблюдения сразу в нескольких диапазонах инфракрасного
излучения, то это позволит отделить друг от друга участки с разной
температурой. Вопреки интуитивной шкале «синий — холодный, красный
— теплый», здесь использована обратная схема: синие участки — самые теплые (дают излучение с длиной волны 24 микрометра), зеленые — холоднее (70 микрометров), а красные — самые холодные (160 микрометров). Такое кодирование применено из-за того, что длина волны падает с ростом температуры: светящийся красным объект холоднее раскаленного до желтого цвета.
7 / 17
Сатурн в инфракрасном диапазоне
Изображение: телескоп «Хаббл»
Инфракрасное излучение позволяет изучать атмосферу планет-гигантов:
все поднимающиеся из глубины теплые потоки сразу становятся хорошо
заметны даже там, где поднявшееся из глубин вещество не отличается по
цвету в видимом диапазоне.
8 / 17
Следы падения астероида на Юпитер
Изображение: наземный телескоп «Кек»
В инфракрасном диапазоне хорошо видны и последствия падения на Юпитер
астероидов. Диаметр видимого на этом снимке пятна немногим меньше
диаметра Земли.
9 / 17
Туманности NGC 6543 («Кошачий глаз»), NGC 7662, NGC 7009 и NGC 6826 в оптическом диапазоне
Изображение: NASA
Наблюдения в оптическом диапазоне ни в коем случае нельзя
приравнивать к наблюдениям невооруженным глазом. Глаз человека при
слабой освещенности не различает цвета, поэтому вместо показанных на
астрономических фотографиях красивых красок видит в лучшем случае
тусклую картинку. Красоту ночного неба в полной мере раскрыла лишь
фотография.
10 / 17
Солнце через H-альфа фильтр
Изображение: университет Палермо
Иногда ценную информацию помогает извлечь светофильтр — он же
спасает оптику и глаза наблюдателя. Наблюдения на длине волны
656,3 нанометра позволяют увидеть свечение возбужденных атомов водорода,
выявив множество иначе невидимых деталей на Солнце.
11 / 17
Солнце, ультрафиолетовое излучение с длиной волны 195 нанометров.
Изображение: NASA
Снимок космической обсерватории SOHO, телескоп которой может вести
наблюдения в нескольких диапазонах ультрафиолетового излучения,
выявляя нагретые до разных температур участки солнечной атмосферы. Чем
выше температура, тем больше вклад в ее нагрев процессов, связанных с
магнитными полями.
12 / 17
Юпитер, ультрафиолетовое полярное сияние
Изображение: NASA
Снимок «Хаббла» позволил выявить полярное сияние на Юпитере. Яркая
полоса в левой части, заканчивающая светящейся точкой, — это линии
магнитного поля, протянувшиеся от атмосферы планеты к ее спутнику
Ганимеду.
13 / 17
Четыре ранее показанных туманности ( NGC 6543, NGC 7662, NGC 7009 и NGC 6826) в рентгеновском диапазоне
Изображение: NASA
Рентгеновские наблюдения дают возможность понять, что же происходит
внутри туманностей. Видимое при помощи телескопа Chandra излучение
указывает на то, что сброшенная звездой оболочка (внешнее облако)
взаимодействует с потоками заряженных частиц, испускаемых звездой в
центре.
14 / 17
Удаляющийся от сверхновой пульсар IGR J1104-6103
Изображение: NASA
Снова комбинированный кадр: пурпурные рентгеновские данные Chandra
наложены на снимок «Хаббла» в оптическом диапазоне. Пульсары,
вращающиеся нейтронные звезды, видны в рентгеновском диапазоне как
вспыхивающие точки, и ученые уже разрабатывают космическую систему
навигации, которая будет использовать пульсары в качестве маяков.
15 / 17
Гамма-всплеск
Изображение: NASA
Гамма-всплесками называют внезапные вспышки гамма-излучения.
Первоначально их зафиксировали спутники, призванные следить за
соблюдением договора о запрете ядерных испытаний: почти сразу же вскоре после запуска был выявлен злостный нарушитель договора, причем расположенный где-то далеко в космосе. На этом изображении, полученном с
обсерватории Fermi, показано небо до и во время такой вспышки. Гамма-всплески связывают с коллапсом звезд в черную дыру во время
вспышек сверхновых.
16 / 17
Небо в гамма-лучах, с энергией свыше 1 гигаэлектронвольта
Изображение: NASA
Обзор неба обсерваторией Fermi. Яркая линия — источники в пределах
Млечного пути. Гамма-излучение столь высоких энергий не может
возникнуть за счет ядерных реакций, характерная энергия которых меньше
в сотни и тысячи раз; такое излучение появляется в результате
экстремальных процессов, связанных с потоками плазмы в магнитных
полях.
17 / 17
Наложение рентгеновских данных на оптический снимок туманностей NGC 6543 («Кошачий глаз»), NGC 7662, NGC 7009 и NGC 6826
Изображение: NASA
Комбинация снимков в разных спектральных диапазонах широко
используется для наглядности: оптические или инфракрасные данные дают
привязку к объектам, а рентгеновские, гамма- или радиоволновые —
выявляют астрофизические процессы внутри туманностей или галактик.
Комментарии к материалу закрыты в связи с истечением срока его актуальности