Vzhledem k tomu, že inženýři a technici usilovně pracují na diagnostice a vývoji řešení (v nejlepším případě) nebo při řešení (v nejhorším případě) nedávných problémů s gyroskopem v Hubbleově kosmickém dalekohledu, dává nám chvíli zkontrolovat a přemýšlet o některých svých největších výkonech Věda. Nemějte obavy, že tato velká hvězdárna na nebi se nikam brzy nedostane (stejně jako bychom chtěli upgrade nebo nahrazení), takže se můžeme s jistotou těšit na mnoho dalších let astronomické velikosti. HST však běží již téměř tři desetiletí; co to přispělo k celkovému souhrnu lidských znalostí vesmíru?
Odpověď: hodně. A dnes zasáhnu jen jeden z vrcholů.
Měření vzdáleností daleko od věcí ve vesmíru není snadný úkol. Ukázalo se, že říkat něco těžkého, jako je „galaxie Andromeda je vzdálena asi 2,5 milionu světelných let“, je ve skutečnosti opravdu těžké vyřešit na zadním konci. Moderní astronomická měření spočívají na řadě vzájemně se překrývajících se vzájemně propojených technik, které pracují neustále směrem ven, aby dosahovaly stále větších vzdáleností od měsíce po okraj pozorovatelného vesmíru.
Jedním z klíčových kotev v tomto takzvaném „žebříčku kosmické vzdálenosti“ (protože je to jako žebřík vzdáleností do vesmíru) je podivný astronomický objekt známý jako Cefeidovy proměnné. Pojmenované pro královskou souhvězdí, kde byly poprvé objeveny, mají tyto hvězdy velmi zvláštní a velmi užitečnou vlastnost: pulsují.
Během několika dnů budou tyto hvězdy stále jasněji a stmívávat, procházet pravidelným, opakovatelným a spolehlivým vzorem. A na začátku roku 1900 úžasně nadaný astronom jménem Henrietta Swan Leavitt zjistil, že tyto proměnné Cepheid nejsou jen nudně proměnné - jsou zajímavě proměnné. Existuje velmi zvědavý vztah mezi tím, jak rychle tyto hvězdy cyklují jasnější / stmívač a jak jsou skutečně jasné (v astronomickém žargonu je to známo jako zářivost).
A pokud víte, jak jasné je něco, můžete vypočítat vzdálenost. Přemýšlejte o tom, že si se mnou trochu uvědomíte, jak úžasné to je. Jděte dnes večer ven a podívejte se na náhodnou hvězdu. Jak daleko je to? Vezměte náhodný odhad. Hledejte jasnější hvězdu. Je to jasnější hvězda jasnější, protože je to blíž? Nebo je to jasnější, protože ... je to jen, víš, jasnější? Je to tvrdá hádanka, která trápí i titány myšlenek jako Newton.
Ale pokud jste znali svítivost (skutečný jas) těchto hvězd, pak byste mohli s jistotou vědět, která z nich byla dále a která byla blíž. Pro každou hvězdu můžete porovnat její skutečný jas k jasu, který měříte na obloze, udělejte trochu, ale na střední škole trigonometrii, a vy byste věděli, jak daleko k těm hvězdným obyvatelům je.
Těžko to souvisí s jakoukoli starou hvězdou, protože je těžké poznat jejich skutečný jas. Ale naštěstí Cepheids nejsou jen stará hvězda. Protože můžete měřit jejich variace a ta variace je přímo spojena s jejich svítivostí, můžete jejich vzdálenosti určit (relativní) lehkostí.
Právě s Cefeidy Edwin Hubble poprvé objevil, že galaxie Andromeda je a) svou vlastní galaxií a b) opravdu daleko, což otevírá náš první velký skok na širší kosmologickou scénu. A teď víte, proč byl Hubble (kosmický dalekohled) pojmenován po Hubbleovi (osobě). Ale Cefeidy nás mohou vzít jen tak daleko. Stále musíte pozorovat jednotlivou hvězdu a mít dostatečně citlivý dalekohled, abyste zaznamenali změny v čase. To není žádný snadný čin, a čím dál tím dál, tím je mnohem těžší.
Abychom se dostali do skutečně obrovských kosmologických vzdáleností, které dnes známe a milujeme, přecházíme na jiné techniky. Ale tyto techniky (řekněme, při pohledu na určité druhy supernov) nejsou v okolí dobré, takže Cefeidy poskytují rozhodující kotevní bod pro dosažení ... dobře hvězd.
A to je místo, kde Hubble doručil velkou cestu. HST je velký dalekohled, což znamená, že vidí velmi daleko Cepheidy. A je to ve vesmíru, takže se nemusí starat o pitomou atmosféru, která by zkazila jeho měření. S těmito výhodami a dalšími pokroky jsme mohli astronomy určit vzdálenosti tří desítek galaxií až do 65 miliónů světelných let, s několika měřeními Cefeidů na galaxii, abychom je mohli skutečně zamknout.
Tento jediný výsledek utvrdil naše chápání vesmírných vzdáleností a pomohl nám dozvědět se více o všem, od historie našeho vesmíru až po povahu temné energie. A byl to jen malý kousek toho, co bylo dosaženo s Hubbleem.
Přečtěte si více: „Konečné výsledky z klíčového projektu Hubble Space Telescope Key pro měření Hubbleovy konstanty“
