Fast ein Jahrhundert später, Edwin Hubbles Erbe Leben auf (Op-Ed)

Patrick McCarthy war ein Teil von dem breiten Feld Kamera 3-Science-Team und ist derzeit als Direktor der Giant Magellan Telescope Organisation. Er trug dieses Artikels auf Space.com der Experte stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Im Herbst 1917, nach einem Jahrzehnt der Arbeit widmete sich das 100-Zoll (2,5 Meter)-Teleskop am Mount Wilson in Südkalifornien. Edwin Hubble verbrachte viele kalte Nächte im Newtonschen Mittelpunkt des Instruments, das größte Teleskop der Welt zu dieser Zeit war. Jetzt, fast ein Jahrhundert später, eine weitere 100-Zoll-Teleskop – die treffend benannte Hubble Space Telescope (HST) – vollständig, informativ und atemberaubende Bild des tiefen Universums hat gerade zur Verfügung gestellt.

Hubble und sein Assistent, ehemaligen Mule Skinner Milton Humason gemacht mühsame, lange Belichtungszeiten, die schärfsten Bilder und Spektren der Spiralnebel zu erhalten. Hubble hat gezeigt, dass Nebel "Insel Universen" sind, wie der Erde Milchstraße, aber bei weiten Entfernungen. Hubble verbessert Wissenschaftler Verständnis von der Größe des Kosmos um Größenordnungen. Bemerkenswerter noch, entdeckte er, dass das Universum von Galaxien nicht statisch, sondern eher wachsenden mit erstaunlicher Geschwindigkeit ist.

Das neue Feld der Hubble-Jahre ist die erste der Menschheit wirklich "Vollfarbe" Bild des Kosmos. Durch die Kombination von tiefen UV mit sichtbarem Licht und Nah-Infrarot-Bilder von weit entfernten Galaxien, das Pan-chromatische deep Field ermöglicht es Wissenschaftlern, Geburt, Leben und Tod der Sterne über die volle Spanne der kosmischen Zeit zu verfolgen. Jahre-Bereich bietet eine beeindruckende Aussicht auf mehr als 100.000 Galaxien – eine kleine, aber repräsentative Auswahl der mehr als 100 Milliarden Galaxien im sichtbaren Universum.

Galaxien wie der Milchstraße der Erde bestehen aus etwa 100 Milliarden Sterne. Einige, wie die Sonne Strahlen die meisten ihrer Strahlung im sichtbaren Band – mit Wellenlängen zwischen 0,3 und 1,0 µm. Andere, wie der rote Riese Beteigeuze im Orion, reichlich Strahlung im infraroten Strahlen, während die massiven junge Sterne Rigel, auch in Orion, ein Großteil seiner erstaunlichen Leistung von Photonen im Vakuum Ultraviolett Pumpen, Licht mit Wellenlängen kleiner als 0,3 Mikrometer, die durch Ozon in der oberen Erdatmosphäre absorbiert wird.

Um eine Vollerhebung der stellaren Inhalte einer Galaxie und einer Vollerhebung des Inhalts des Universums zu montieren, müssen Astronomen einem breiten Spektralbereich probieren – aus der Tiefe ultravioletten bis zum thermischen infraroten.

Wenn Sie, eine Galaxie als ein Orchester denken – ein Ensemble von Spielern, die in Harmonie herstellen ganzes funktionieren größer ist als seine Teile – das sichtbare Licht Proben den Violinen und den Bläsern, die Infrarot erfasst die Bass und Wasserkocher Trommeln, während die ultravioletten, Dreiecke, die Flöten und Piccolos nimmt.

Im Falle von Galaxien, die UV-hellen Sterne tragen die Melodie der Schöpfung – verfolgen sie die Entstehung von Sternen und die Umwandlung von Wasserstoff zu Helium und Helium, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff und auf durch das Periodensystem zu bügeln. Den weiß-gelben Sterne, die mitten der Galaxie spektralen Band, Mitte-Masse und mittleren Alters Stars gefüllt. Die langlebigen massearmen Zwerg Sterne sind große Zahl, und wie die Bass-Viola, bieten eine Grundlage für dem Orchester aus dem Rampenlicht von heller Instrumente besetzt. Der junge massereiche Sterne leuchten hell im Ultraviolett für kurze Zeit und beenden Sie dann die Bühne über spektakulären Supernova-Explosionen.

Das erste aufgenommene 1994, Hubble Deep Field-Bild geändert Scientists Blick auf das Universum durch die Enthüllung einer reichhaltigen Auswahl an Galaxien mit Formen und Strukturen fremd die Galaxie-Formen, die heute im Universum gesehen werden. Viele sind in den Wirren der gewaltsamen Zusammenstöße und Fusionen, die sie von einer Galaxie verwandeln können – wie Spiralen wie die Milchstraße – in andere Arten, wie die massiven elliptischen Galaxien, die durch zufällige Bahnen anstatt ordentlich Drehung dominiert werden.

Eine wichtige technische Ergänzung zum Hubble Suite von Kameras konnten Astronomen zunächst der Infrarot- und jetzt Ultraviolett, erstelle ich die Bilder von Hubble Jahre Feld hinzufügen. Zum ersten Mal können Astronomen das volle Orchester der Galaxien und ihre konstituierenden Sterne hören. Weitfeld-Kamera 3, das Instrument, das HST 2009 revitalisiert ist ein Wunderwerk der Technik. Es enthält zwei separate Kameras – eine für das ultraviolette und das andere für die Infrarot optimiert. Jeder verwendet Optik gefertigt, um in das ausgewählte Waveband Leistungsoptimierung und konzentrierte sich auf State-of-the-Art-Detektoren. Die UV Kamera verwendet eine Verbindung Ladegerät (CCD) ähnlich dem in Handheld-Digitalkameras, aber optimiert für Low-Light-Level-Arbeit in der rauen Umgebung des Raumes. Die Infrarot-Kamera verwendet eine Diodenarray, die nur empfindlich auf Licht im Bereich von 0,6 μm bis 1,7 µm. Dies macht es blind für die Wärmestrahlung von der warmen Optik auf Hubble. Von starrte tief in den Weltraum für Hunderte von Stunden, erfasst die Kamera eine Handvoll Photonen pro Galaxie-Photonen, die für Milliarden Jahre vor Erreichen des Hubble Spiegel gereist sind.

Das Deep Field bietet ein reiches Bild des fernen Kosmos, aber viele der wichtigsten Fragen über die Entwicklung des Universums erfordern Spektroskopie — die Zerstreuung des Lichts in seine konstituierenden Farben —, ihre Wege, Massen und innere Dynamik zu offenbaren. Glücklicherweise gibt es eine neue Generation von Teleskopen am Horizont, im Weltraum und am Boden, die Versprechen, unser Verständnis des entfernten Universums revolutionieren.

NASA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Canadian Space Agency sind bereit, um den Nachfolger von Hubble zu starten – das James Webb Space Telescope – im Jahr 2018. Die Webb ist optimiert für den Nahen und mittleren Infrarot und produzieren Rotverschiebungen und innere Dynamik für viele Tausende von Galaxien. Mit seinen 21-Fuss-Durchmesser (6,5 Meter) Hauptspiegel, gekühlt, der kalten Temperatur von minus 387 Grad Fahrenheit (minus 233 Grad Celsius), Webb haben unübertroffene Empfindlichkeit bei Wellenlängen länger als 2 μm.

Eine neue Generation von RIESENTELESKOPE sind auch im Aufbau hier auf der Erde. Diese "Großteleskope" haben 100 Mal die Lichtstärke macht und 10mal die Winkelauflösung von Hubble. Ich bin an der Entwicklung eines davon, das Magellan Riesenfernrohr, entwerfend durch ein Elite Ingenieurteam in Südkalifornien, während seine riesige Spiegel in einem High-Tech-Optik-Labor in Arizona Gestalt. Unser Team hat bereits vorbereitet, seine Zukunft nach Hause hoch in den chilenischen Anden und in den nächsten Jahren Hunderte von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Bauarbeiter werden das Teleskop 82-Fuss-Durchmesser (25 m) montieren, damit während des nächsten Jahrzehnts beginnt, Astronomen ein neues Tool haben für die ersten 100 Millionen Jahre nach dem Urknall zu erforschen. Zwei andere RIESENTELESKOPE sind auch in der Entwicklung: das 30-Meter-Teleskop in Hawaii, und ein weiteres im äußersten Norden von Chile, das European Extremely Large Telescope.

Newton schrieb einmal: "Wenn ich weiter gesehen habe, es ist auf den Schultern von Riesen stand." Die nächste Generation von Astronomen wird, tatsächlich, siehe weiter auf den Schultern von Riesen stand — Teleskope wie seine Brüder und das Giant Magellan Telescope, Hubble und Webb. Die Ansicht wird spektakulär sein.

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