Шість вісників з космічного простору

ВІД НАШОГО КОРЕСПОНДЕНТА В ЯПОНІЇ

МИ ПОСТІЙНО отримуємо вістки з космічного простору. Ці вістки містять дивовижну інформацію про безмежний Усесвіт навколо нас. Їх приносять вісники, яких усього шість і котрі подорожують зі швидкістю світла, 300 000 кілометрів за секунду. Один з вісників видимий, а інші є невидимими для людського ока. Хто ж вони?

Спектр електромагнітних хвиль

Уже понад 300 років відомо, що коли світло проходить крізь призму, то розкладається на сім основних кольорів райдуги. Це показує, що звичайне світло містить у собі сім кольорів райдуги, які розміщені в певному порядку: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий.

Світло вважають потоком частинок, які не мають маси і називаються фотонами. Фотони також мають хвильові властивості. Відстань між двома точками, що коливаються в однакових фазах, називається довжиною хвилі. Довжина хвилі вимірюється в ангстремах (Å). Один ангстрем дорівнює одній десятимільярдній метра. Видиме світло має довжину хвилі у межах від 4000 до 7000 ангстрем, і кожному кольору відповідає певна довжина електромагнітної хвилі. (Дивіться малюнок на сторінці 15).

Однак фотони також можуть мати різну довжину хвилі. Потоки фотонів називаються електромагнітним випромінюванням і мають різні назви залежно від довжини їхніх хвиль. Електромагнітні хвилі, довжиною меншою ніж 4000 ангстрем, є коротшими за хвилі видимого світла. До цих хвиль належать ультрафіолетове проміння (УФП), рентгенівське проміння та гамма-проміння. Хвилі, довші за 7000 ангстрем, також невидимі й належать до інфрачервоного проміння і радіопроміння в спектрі електромагнітних хвиль. Це і є «шість вісників» з космічного простору. Вони несуть багатющу інформацію про небесні тіла. Тож подивімося, як їх досліджують, щоб добути ту цінну інформацію.

Перший вісник — видиме світло

Від часу, коли 1610 року Галілео Галілей спрямував свій телескоп на небо, до 1950 року астрономи головним чином послуговувалися оптичними телескопами для вивчення Всесвіту. Вони знали тільки видиму частину спектра електромагнітних хвиль. Деякі небесні об’єкти можна було побачити в оптичні телескопи дуже нечітко, і, щоб вивчати їх, астрономи фотографували їх на плівку. Нині стають дедалі поширенішими електронні детектори, напівпровідникові пристрої, котрі чутливіші за фотоплівку в 10—70 разів. Видимий вісник дає відомості про питому вагу, температуру й хімічний склад зірок, а також про відстань до них.

Щоб зловити світло, конструюються щораз більші телескопи. З 1976 року найбільшим у світі є телескоп з діаметром дзеркала 6 метрів, який розташований у Зеленчуцькій спеціальній астрофізичній обсерваторії (Росія). Проте у квітні 1992 року на горі Мауна-Кеа на Гаваях був закінчений новий оптичний телескоп-рефлектор «Кек»a. Телескоп «Кек» складається не з одного дзеркала, а з 36 шестикутних дзеркальних частин. Ці частини разом узяті мають діаметр 10 метрів.

Тепер поряд з першим конструюється ще один телескоп «Кек», який називають «Кек-1», і два телескопи зможуть функціонувати як оптичний інтерферометр. Ці два 10-метрові телескопи будуть під’єднані до комп’ютера, що дасть можливість досягти такої роздільної сили, як із дзеркалом діаметром 85 метрів. «Роздільна сила» або «роздільна здатність» — це здатність давати роздільне зображення двох близьких точок предмета.

Національна астрономічна обсерваторія в Токіо конструює оптично-інфрачервоний телескоп «Субару» (японська назва зоряного скупчення Плеяди) із дзеркалом діаметром 8,3 метра на горі Мауна-Кеа. Він матиме тонке дзеркало із 261 силовим приводом, котрі щосекунди регулюватимуть форму дзеркала, аби компенсувати усілякі деформації дзеркальної поверхні. Також конструюються й інші велетенські телескопи, отже, ми напевно дізнаємося більше про першого вісника — видиме світло.

Другий вісник — радіопроміння

Радіовипромінювання з Молочного шляху було вперше зареєстровано 1931 року, але тільки в 1950-х роках радіоастрономи почали співпрацювати з астрономами-оптиками. З відкриттям космічного радіовипромінювання стало можливим спостерігати за тим, що годі побачити в оптичні телескопи. Спостереження за радіовипромінюванням дало можливість побачити центр нашої Галактики.

Довжина радіохвилі більша за довжину хвилі видимого світла, тому для отримання сигналу потрібні великі антени. Для застосування в радіоастрономії була сконструйована антена діаметром 90 метрів чи й більше. Оскільки роздільна здатність невелика навіть у приладах такого розміру, то астрономи під’єднують радіотелескопи по порядку до комп’ютера за методом, який називається радіоінтерферометрією. Що більша відстань між телескопами, то чіткіше зображення.

Одне з таких з’єднань має у собі 45-метрову антену в Радіообсерваторії в Нобеямі (Японія), 100-метрову антену в Бонні (Німеччина) і 37-метровий телескоп у Сполучених Штатах Америки. Такий вид з’єднання називається надзвичайно довгою інтерферометрією відстаней (VLBI), і він дає можливість досягти роздільної здатності в одну тисячну кутової секунди, тобто спроможність розрізнити на Місяці предмет площею 1,8 квадратних метраb. Така VLBI обмежена діаметром Землі.

Радіообсерваторія в Нобеямі зробила ще один крок, щоб зустрітися з цим вісником, запланувавши розташувати 10-метрову антену в космосі. Її запустять з Японії 1996 року й під’єднають до радіотелескопів у Японії, Європі, Сполучених Штатах Америки та Австралії, що утворить інтерферометрію відстаней 30 000 кілометрів. Інакше кажучи, це з’єднання буде, неначе один велетенський телескоп, утричі більший за саму Землю! Він матиме роздільну силу 0,0004 кутової секунди, тобто зможе розрізнити на Місяці предмет завдовжки 70 сантиметрів. Космічна обсерваторна програма VLBI, скорочено VSOP, використовуватиметься для розробки карт й вивчення галактичних ядер та квазарів, де, як вважають, розташовані чорні діри. Радіохвилі, другий вісник Усесвіту, є надзвичайно дивовижними, і вони далі приноситимуть інформацію про свої джерела.

Третій вісник — рентгенівське проміння

Вперше космічне рентгенівське проміння було зареєстровано 1949 року. Оскільки рентгенівські промені не проходять через атмосферу Землі, то астрономам довелося чекати розвитку ракет і штучних супутників, щоб отримати відомості од цього вісника. Рентгенівські промені утворюються за надзвичайно високої температури й тому несуть відомості про гарячі зоряні атмосфери, залишки вибухів наднових зір, галактичні скупчення, квазари й імовірні чорні діри. (Дивіться «Пробудись!» за 8 травня 1992 року, сторінки 5—9).

У червні 1990 року супутник «Рентген» був запущений у космос, і з його допомогою була зроблена рентгенівська карта усього Всесвіту. Записана інформація виявила чотири мільйони рентгенівських джерел, розкиданих по цілому зоряному небі. Однак існує невідоме фонове випромінювання між цими джерелами. Воно може йти від скупчень квазарів, котрі, як вважають, є ядрами галактик недалеко від того, що деякі астрономи називають «краєм видимого Всесвіту». Колись ми напевно одержимо більше відомостей і від рентгенівського вісника.

Четвертий вісник — інфрачервоне проміння

Вперше інфрачервоні промені були зареєстровані у 1920-х роках. Оскільки водяна пара поглинає інфрачервоні промені, то для того, щоб одержати кращі результати й познайомитися із цим вісником, застосовуються супутники. У 1983 році за допомогою Інфрачервоного астрономічного супутника (IRAS) було зроблено карту усього інфрачервоного неба й виявлено 245 389 інфрачервоних джерел. Близько 9 відсотків (22 000) цих об’єктів, очевидно, є віддаленими галактиками.

В оптичні телескопи неможливо побачити усі ділянки неба через міжзоряний газ і космічний пил. А втім, четвертий вісник дає змогу «побачити» крізь пил і особливо цінний у спостереженні за центральним районом нашої Галактики. Науковці планують вивести на орбіту інфрачервоний телескоп, який називається Космічним інфрачервоним телескопічним пристроєм і є чутливішим за IRAS у 1000 разів.

П’ятий вісник — ультрафіолетове проміння

Вперше астрономи зареєстрували ультрафіолетове проміння (УФП) 1968 року. Озоновий шар не дозволяє більшій частині цього проміння досягти земної поверхні. Космічний телескоп «Хаббл», який був запущений у квітні 1990 року, обладнаний для спостереження за видимим і ультрафіолетовим випромінюваннями й наведений на 30 квазарів, що розташовані на відстані десять тисяч мільярдів світлових роківc. Інакше кажучи, спостереження за ультрафіолетовим вісником дають змогу побачити Всесвіт, яким він був приблизно десять мільярдів років тому. Науковці сподіваються, що цей вісник розкриє ще багато таємниць Усесвіту.

Шостий вісник — гамма-проміння

Гамма-проміння є надзвичайно короткохвильовим випромінюванням з високою енергією. На щастя, атмосфера не дозволяє більшій частині цих шкідливих променів досягти земної поверхні. Цей вісник брав участь у бурхливих подіях Усесвіту. П’ятого квітня 1991 року Національне управління по аеронавтиці й дослідженню космічного простору запустило в космос гамма-променеву обсерваторію. Вона вестиме спостереження за подіями в житті квазарів, наднових зір, пульсарів, імовірних чорних дір та інших віддалених об’єктів.

З приходом космічної ери астрономи отримали можливість спостерігати за усім спектром електромагнітних хвиль — від радіохвиль до гамма-проміння. Дійсно, нинішній час є золотим віком для астрономів. Якщо ми ‘підіймаємо у височину свої очі’, то можемо ‘бачити’ з допомогою шістьох вісників небесних джерел дивовижну мудрість Творця усіх їх (Ісаї 40:26; Псалом 8:4, 5). У той час як астрономи намагаються розшифрувати інформацію, котру приносять ці вісники, ми й далі погоджуємося зі словами Йова, котрі він промовив понад 3000 років тому: «Таж це все — самі кінці дороги Його,— бо ми тільки слабке шепотіння чували про Нього» (Йова 26:14).

[Примітки]

[Таблиця на сторінці 15]

(Повністю форматований текст дивіться в публікації)

0.1 Å Гамма-проміння

1 Å Рентгенівське проміння

10 Å

100 Å УФП

1000 Å

4000—7000Å Видиме світло

10 000 Å Інфрачервоне проміння

10μ

100μ Радіопроміння

1 мм

1 см

10 см

1 м

[Ілюстрація на сторінці 15]

У космічний радіотелескоп VSOP можна буде побачити на Місяці предмет розміром 70 сантиметрів.

[Відомості про джерело]

VSOP: З люб’язного дозволу Nobeyama Radio Observatory, Japan

[Ілюстрація на сторінці 15]

Креслення оптично-інфрачервоного телескопа «Субару», який зараз будується.

[Відомості про джерело]

Subaru: З люб’язного дозволу National Astronomical Observatory, Japan