12 immagini iconiche dal telescopio spaziale Hubble

Telescopio spaziale Hubble. NASA/ESA/STScI

Nei suoi anni in orbita, il telescopio spaziale Hubble ha mostrato al mondo meravigliose meraviglie cosmiche, che vanno dalle viste dei pianeti nel nostro sistema solare a pianeti, stelle e galassie distanti per quanto il telescopio può rilevare. Gli scienziati usano continuamente questo osservatorio orbitante per osservare oggetti che vanno dal sistema solare fino ai limiti dell'universo dell'osservatorio.

Punti chiave: telescopio spaziale Hubble

• Telescopio spaziale Hubble è stato lanciato nel 1990 e ha lavorato per quasi 30 anni come il principale telescopio orbitante.
• Nel corso degli anni, il telescopio ha raccolto dati e immagini da quasi ogni parte del cielo.
• Le immagini dell'HST stanno fornendo una visione approfondita della natura della nascita delle stelle, della morte delle stelle, della formazione delle galassie e altro ancora.

Il sistema solare di Hubble

Quattro degli oggetti del sistema solare osservati dal telescopio spaziale Hubble. Carolyn Collins Petersen

L'esplorazione del nostro sistema solare con Telescopio spaziale Hubble offre agli astronomi la possibilità di ottenere immagini chiare e nitide di mondi lontani e di vederli cambiare nel tempo. Ad esempio, l'Osservatorio ha scattato molte immagini diMartee ha documentato l'aspetto che cambia stagionalmente del pianeta rosso nel tempo. Allo stesso modo, ha osservato il lontano Saturno (in alto a destra), ha misurato la sua atmosfera e tracciato i movimenti delle sue lune. Giove (in basso a destra) è anche un obiettivo preferito a causa dei suoi ponti nuvolosi in continua evoluzione e delle sue lune.

Di tanto in tanto, le comete fanno la loro comparsa mentre orbitano attorno al Sole. Hubble viene spesso utilizzato per acquisire immagini e dati di questi oggetti ghiacciati e delle nuvole di particelle e polvere che si riversano dietro di essi.

La cometa Siding Spring C/2013 A1 vista dal telescopio spaziale Hubble nel marzo 2014. NASA/STScI

Questa cometa (chiamata Comet Siding Spring, dall'osservatorio che è stato utilizzato per scoprirla) ha un'orbita che la porta oltre Marte prima che si avvicini al Sole. Hubble è stato utilizzato per ottenere immagini di getti che spuntano dalla cometa mentre si riscaldava durante il suo avvicinamento ravvicinato alla nostra stella.

Un vivaio Starbirth chiamato la testa di scimmia

NASA/ESA/STScI

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Una regione di nascita stellare osservata dal telescopio spaziale Hubble.

NASA/ESA/STScI

Telescopio spaziale Hubble ha celebrato 24 anni di successi nell'aprile 2014 con un'immagine a infrarossi di un asilo nido stellato che si trova a circa 6.400 anni luce di distanza. La nuvola di gas e polvere nell'immagine fa parte di una nuvola più grande ( nebulosa ) soprannominata la Nebulosa Testa di Scimmia (gli astronomi la elencano come NGC 2174 o Sharpless Sh2-252).

Enormi stelle appena nate (a destra) si stanno illuminando e distruggono la nebulosa. Ciò fa brillare i gas e la polvere irradi calore, visibile agli strumenti sensibili agli infrarossi di Hubble.

Studiandoregioni di nascita delle stellecome questo e altri danno agli astronomi un'idea migliore di come le stelle e i loro luoghi di nascita si evolvono nel tempo. Ci sono molte nubi di gas e polvere nella Via Lattea e in altre galassie viste dal telescopio. Comprendere i processi che hanno luogo in tutti loro aiuta a produrre modelli utili che possono essere utilizzati per comprendere tali nuvole in tutto l'universo. Il processo di nascita delle stelle è quello, fino alla costruzione di osservatori avanzati come Telescopio spaziale Hubble , il telescopio spaziale Spitzer, e una nuova collezione di osservatori a terra di cui gli scienziati sapevano poco. Oggi stanno sbirciando nei vivai delle stelle attraverso la Via Lattea e oltre.

Il telescopio spaziale Hubble mostra due galassie in collisione nella luce ottica e infrarossa che mostrano le regioni di nascita delle stelle create durante il caos della collisione. NASA/ESA/STScI

La favolosa nebulosa di Orione di Hubble

Una vista del telescopio spaziale Hubble della Nebulosa di Orione. NASA/ESA/STScI

Hubble ha scrutato spesso ilNebulosa di Orionemolte volte. Questo vasto complesso di nubi, che si trova a circa 1.500 anni luce di distanza, è un altro dei preferiti dagli osservatori delle stelle. È visibile ad occhio nudo in buone condizioni di cielo scuro e facilmente visibile attraverso un binocolo o un telescopio.

La regione centrale della nebulosa è un turbolento vivaio stellare, che ospita 3.000 stelle di varie dimensioni ed età. Hubble anche guardato dentroluce infrarossa, che ha scoperto molte stelle che non erano mai state viste prima perché nascoste in nubi di gas e polvere.

L'intera storia della formazione stellare di Orione è in questo unico campo visivo: archi, macchie, pilastri e anelli di polvere che assomigliano al fumo di sigaro raccontano tutti parte della storia. I venti stellari delle giovani stelle si scontrano con la nebulosa circostante. Alcune piccole nuvole sono stelle con sistemi planetari che si formano intorno a loro. Le giovani stelle calde lo sono ionizzante (energizzando) le nuvole con la loro luce ultravioletta e i loro venti stellari stanno soffiando via la polvere. Alcuni dei pilastri delle nubi nella nebulosa potrebbero nascondere protostelle e altri giovani oggetti stellari. Ci sono anche dozzine di nane brune qui. Questi sono oggetti troppo caldi per essere pianeti ma troppo belli per essere stelle.

Un insieme di dischi protoplanetari nella Nebulosa di Orione. Il più grande è più grande del nostro sistema solare e contiene stelle appena nate. È possibile che anche lì si stiano formando pianeti. NASA/ESA/STScI

Gli astronomi sospettano che il nostro Sole sia nato in una nuvola di gas e polvere simile a questa circa 4,5 miliardi di anni fa. Quindi, in un certo senso, quando guardiamo la Nebulosa di Orione, stiamo guardando le immagini del bambino della nostra stella.

Globuli gassosi evaporanti

Vista del telescopio spaziale Hubble dei Pilastri della Creazione. NASA/ESA/STScI

Nel 1995, Telescopio spaziale Hubble gli scienziati hanno rilasciato una delle immagini più popolari mai create con l'osservatorio. Il ' Pilastri della creazione ' ha catturato l'immaginazione delle persone in quanto ha dato una visione ravvicinata di caratteristiche affascinanti in una regione di nascita delle stelle.

Questa struttura inquietante e oscura è uno dei pilastri dell'immagine. È una colonna di idrogeno molecolare freddo gassoso (due atomi di idrogeno in ciascuna molecola) mescolato con polvere, una regione che gli astronomi considerano un luogo probabile per la formazione delle stelle. Ci sono stelle di nuova formazione incorporate all'interno di sporgenze simili a dita che si estendono dalla parte superiore della nebulosa. Ogni 'punta del dito' è leggermente più grande del nostro sistema solare.

Questo pilastro si sta lentamente erodendo sotto l'effetto distruttivo di luce ultravioletta . Mentre scompare, vengono scoperti piccoli globuli di gas particolarmente denso incorporati nella nuvola. Questi sono 'UOVO' - abbreviazione di 'Evaporazione di globuli gassosi'. All'interno di almeno alcuni degli EGG si formano stelle embrionali. Questi possono o non possono diventare stelle a tutti gli effetti. Questo perché gli EGG smettono di crescere se la nuvola viene mangiata dalle stelle vicine. Ciò interrompe la fornitura di gas di cui i neonati hanno bisogno per crescere.

Alcune protostelle diventano abbastanza massicce da avviare il processo di combustione dell'idrogeno che alimenta le stelle. Queste UOVA stellari si trovano, in modo abbastanza appropriato, nel ' Nebulosa Aquila ' (chiamato anche M16), una vicina regione di formazione stellare che si trova a circa 6.500 anni luce di distanza nella costellazione del Serpente.

La Nebulosa Anello

La nebulosa ad anello vista dal telescopio spaziale Hubble. NASA/ESA/STScI

La nebulosa ad anello è da tempo una delle preferite dagli astronomi dilettanti. Ma quando Telescopio spaziale Hubble guardando questa nuvola in espansione di gas e polvere da una stella morente, ci ha dato una vista 3D nuova di zecca. Perchè questo nebulosa planetaria è inclinato verso la Terra, le immagini di Hubble ci permettono di vederlo frontalmente. La struttura blu nell'immagine deriva da un guscio di lucegas elioe il punto bianco bluastro al centro è la stella morente, che riscalda il gas e lo fa brillare. La Nebulosa Anello era originariamente molte volte più massiccia del Sole e le sue agonie sono molto simili cosa passerà il nostro Sole a partire da qualche miliardo di anni.

Più lontano ci sono nodi scuri di gas denso e un po' di polvere, formati quando si espande il gas caldo spinto in gas freddo espulso in precedenza dalla stella condannata. Le capesante di gas più esterne sono state espulse quando la stella stava appena iniziando il processo di morte. Tutto questo gas è stato espulso dalla stella centrale circa 4000 anni fa.

La nebulosa si sta espandendo a più di 43.000 miglia orarie, ma i dati di Hubble hanno mostrato che il centro si sta muovendo più velocemente dell'espansione dell'anello principale. La Nebulosa Anello continuerà ad espandersi per altri 10.000 anni, una breve fase nel vita della stella . La nebulosa diventerà sempre più debole finché non si dissiperà nel mezzo interstellare.

La Nebulosa Occhio di Gatto

La nebulosa planetaria Cat's Eye, vista dal telescopio spaziale Hubble. NASA/ESA/STScI

quando Telescopio spaziale Hubble restituito questa immagine del nebulosa planetaria NGC 6543, nota anche come Nebulosa Occhio di Gatto, molte persone hanno notato che assomigliava stranamente all ''Occhio di Sauron' dei film Il Signore degli Anelli. Come Sauron, la Nebulosa Occhio di Gatto è complessa. Gli astronomi sanno che è l'ultimo sussulto di una stella morente simile al nostro Sole che ha ha espulso la sua atmosfera esterna e si è gonfiato fino a diventare una gigante rossa. Ciò che restava della stella si è rimpicciolito per diventare una nana bianca, che rimane dietro ad illuminare le nuvole circostanti.

Questa immagine di Hubble mostra 11 anelli concentrici di materiale, gusci di gas che soffiano via dalla stella. Ognuno è in realtà una bolla sferica visibile frontalmente.

Ogni 1.500 anni circa, la nebulosa Occhio di gatto espelleva una massa di materiale, formando gli anelli che si incastrano come bambole che nidificano. Gli astronomi hanno diverse idee su cosa sia successo alla causa di queste 'pulsazioni'. Cicli di attività magnetica in qualche modo simili a quelli del Sole ciclo delle macchie solari potrebbe averle innescate o l'azione di una o più stelle compagne in orbita attorno alla stella morente potrebbe aver agitato le cose. Alcune teorie alternative includono che la stella stessa stia pulsando o che il materiale sia stato espulso senza intoppi, ma qualcosa ha causato onde nelle nubi di gas e polvere mentre si allontanavano.

Sebbene Hubble abbia osservato più volte questo affascinante oggetto per catturare una sequenza temporale di movimento nelle nuvole, ci vorranno molte più osservazioni prima che gli astronomi capiscano completamente cosa sta succedendo nella Nebulosa Occhio di Gatto.

Alpha Centauri

Il cuore dell'ammasso globulare M13, visto dal telescopio spaziale Hubble. NASA/ESA/STScI

Le stelle viaggiano nell'universo in molte configurazioni. Il Sole si muove attraverso il Galassia della Via Lattea come un solitario. Il sistema stellare più vicino, il Alpha Centauri sistema, ha tre stelle: Alpha Centauri AB (che è una coppia binaria) e Proxima Centauri, una stella solitaria che è la stella più vicina a noi. Si trova a 4,1 anni luce di distanza. Altre stelle vivono in ammassi aperti o associazioni in movimento. Altri ancora esistono in ammassi globulari, gigantesche raccolte di migliaia di stelle rannicchiate in una piccola regione dello spazio.

Questo è un Telescopio spaziale Hubble vista del cuore dell'ammasso globulare M13. Si trova a circa 25.000 anni luce di distanza e l'intero ammasso ha più di 100.000 stelle racchiuse in una regione di 150 anni luce di diametro. Gli astronomi hanno utilizzato Hubble per osservare la regione centrale di questo ammasso per saperne di più sui tipi di stelle che esistono lì e su come interagiscono tra loro. In queste condizioni affollate, alcune stelle sbattono l'una contro l'altra. Il risultato è una stella 'sbandata blu'. Ci sono anche stelle dall'aspetto molto rossastro, che sono antiche giganti rosse. Le stelle blu-bianche sono calde e massicce.

Gli astronomi sono particolarmente interessati allo studio dei globulari come Alpha Centauri perché contengono alcune delle stelle più antiche dell'universo. Molti si sono formati ben prima della Via Lattea e possono dirci di più sulla storia della galassia.

L'ammasso stellare delle Pleiadi

Le Pleiadi viste dal telescopio spaziale Hubble. Istituto di scienze del telescopio spaziale

L'ammasso stellare delle Pleiadi, spesso noto come 'le sette sorelle', 'la chioccia e i suoi pulcini' o 'i sette cammelli' è uno degli oggetti più popolari nel cielo per osservare le stelle. Gli osservatori possono individuare questo grazioso piccolo ammasso aperto ad occhio nudo o molto facilmente attraverso un telescopio.

Ci sono più di mille stelle nell'ammasso e la maggior parte sono relativamente giovani (circa 100 milioni di anni) e molte sono molte volte la massa del Sole. Per fare un confronto, il nostro Sole ha circa 4,5 miliardi di anni ed è di massa media.

Gli astronomi pensano che le Pleiadi si siano formate in una nuvola di gas e polvere simile alNebulosa di Orione. L'ammasso esisterà probabilmente per altri 250 milioni di anni prima che le sue stelle inizino a separarsi mentre viaggiano attraverso la galassia.

Telescopio spaziale Hubble l'osservazione delle Pleiadi ha contribuito a risolvere un mistero che ha fatto indovinare gli scienziati per quasi un decennio: quanto è lontano questo ammasso? I primi astronomi a studiare l'ammasso stimarono che fosse circa 400-500anni lucelontano. Ma nel 1997, il satellite Hipparcos ha misurato la sua distanza a circa 385 anni luce. Altre misurazioni e calcoli hanno fornito distanze diverse, quindi gli astronomi hanno utilizzato Hubble per risolvere la questione. Le sue misurazioni hanno mostrato che l'ammasso è molto probabilmente distante circa 440 anni luce. Questa è una distanza importante da misurare con precisione perché può aiutare gli astronomi a costruire una 'scala della distanza' utilizzando le misurazioni sugli oggetti vicini.

La nebulosa del granchio

La vista del telescopio spaziale Hubble del resto della supernova della Nebulosa del Granchio. NASA/ESA/STScI

Un altro favorito per osservare le stelle, il Nebulosa del Granchio non è visibile ad occhio nudo e richiede un telescopio di buona qualità. Quello che vediamo in questa fotografia di Hubble sono i resti di un'enorme stella che si è esplosa in un'esplosione di supernova che è stata vista per la prima volta sulla Terra nell'anno 1054 d.C. Alcune persone hanno notato l'apparizione nei nostri cieli: i cinesi, i nativi americani , e il giapponese, ma ci sono pochi altri record di esso.

La Nebulosa del Granchio si trova a circa 6.500anni lucedalla Terra. La stella che è esplosa e l'ha creata era molte volte più massiccia del Sole. Ciò che resta è una nuvola in espansione di gas e polvere, e a stella di neutroni , che è il nucleo schiacciato ed estremamente denso dell'ex stella.

I colori in questo Telescopio spaziale Hubble l'immagine della Nebulosa del Granchio indica i diversi elementi che furono espulsi durante l'esplosione. Il blu nei filamenti nella parte esterna della nebulosa rappresenta l'ossigeno neutro, il verde è lo zolfo ionizzato singolarmente e il rosso indica l'ossigeno doppiamente ionizzato.

I filamenti arancioni sono i resti a brandelli della stella e sono costituiti principalmente da idrogeno. La stella di neutroni in rapida rotazione incorporata al centro della nebulosa è la dinamo che alimenta il misterioso bagliore bluastro interno della nebulosa. La luce blu proviene da elettroni che ruotano quasi alla velocità della luce attorno alle linee del campo magnetico della stella di neutroni. Come un faro, la stella di neutroni emette due fasci di radiazione che sembrano pulsare 30 volte al secondo a causa della rotazione della stella di neutroni.

La Grande Nube di Magellano

Il punto di vista di Hubble su un residuo di supernova chiamato N 63A. NASA/ESA/STScI

A volte un L'immagine di Hubble di un oggetto sembra un'opera d'arte astratta. Questo è il caso di questa vista di un residuo di supernova chiamato N 63A. Si trova nel Grande Nube di Magellano , che è una galassia vicina alla Via Lattea e si trova a circa 160.000 anni luce di distanza.

Questo residuo di supernova si trova in una regione di formazione stellare e la stella che è esplosa per creare questa visione celeste astratta era tremendamente massiccia. Tali stelle attraversano il loro combustibile nucleare molto rapidamente ed esplodono come supernove poche decine o centinaia di milioni di anni dopo la loro formazione. Questo era 50 volte la massa del Sole e, durante la sua breve vita, il suo forte vento stellare soffiò nello spazio, creando una 'bolla' nel gas interstellare e nella polvere che circondavano la stella.

Alla fine, le onde d'urto e i detriti in rapida espansione di questa supernova si scontreranno con una vicina nuvola di gas e polvere. Quando ciò accadrà, potrebbe benissimo innescare un nuovo ciclo di formazione di stelle e pianeti nella nuvola.

Gli astronomi hanno usato Telescopio spaziale Hubble per studiare questo residuo di supernova, usando Telescopi a raggi X e radiotelescopi per mappare i gas in espansione e la bolla di gas che circonda il sito dell'esplosione.

Una tripletta di galassie

Tre galassie studiate dal telescopio spaziale Hubble. NASA/ESA/STScI

Uno di Telescopio spaziale Hubble' Il compito di S è quello di fornire immagini e dati su oggetti distanti nell'universo. Ciò significa che ha inviato dati che costituiscono la base per molte splendide immagini di galassie, quelle enormi città stellari si trovano principalmente a grandi distanze da noi.

Queste tre galassie, chiamate Arp 274, sembrano essere parzialmente sovrapposte, sebbene in realtà possano trovarsi a distanze leggermente diverse. Due di questi lo sono galassie a spirale , e il terzo (all'estrema sinistra) ha una struttura molto compatta, ma sembra avere regioni in cui si stanno formando le stelle (le aree blu e rosse) e quelle che sembrano braccia a spirale vestigiali.

Queste tre galassie si trovano a circa 400 milioni di anni luce da noi in un ammasso di galassie chiamato Ammasso della Vergine, dove due spirali stanno formando nuove stelle attraverso i loro bracci a spirale (i nodi blu). La galassia al centro sembra avere una barra nella sua area centrale.

Le galassie sono sparse in tutto l'universo in ammassi e superammassi e gli astronomi hanno trovato la più distante a oltre 13,1 miliardi di anni luce di distanza. Ci appaiono come sarebbero apparsi quando l'universo era molto giovane.

Uno spaccato dell'universo

Un'immagine molto recente scattata con il telescopio spaziale Hubble che mostra galassie lontane nell'universo. NASA/ESA/STScI

Una delle scoperte più emozionanti di Hubble è stata che l'universo è compostogalassieper quanto possiamo vedere. La varietà di galassie spazia dalle familiari forme a spirale (come la nostra Via Lattea) alle nuvole di luce di forma irregolare (come le Nubi di Magellano). Si sono schierati in strutture più grandi come cluster e superammassi .

La maggior parte delle galassie in questa immagine di Hubble si trova a circa 5 miliardianni luce di distanza, ma alcuni di essi sono molto più lontani e raffigurano tempi in cui l'universo era molto più giovane. La sezione trasversale dell'universo di Hubble contiene anche immagini distorte di galassie sullo sfondo molto distante.

L'immagine appare distorta a causa di un processo chiamato lente gravitazionale, una tecnica estremamente preziosa in astronomia per lo studio di oggetti molto distanti. Questa lente è causata dalla flessione del continuum spazio-temporale da parte di enormi galassie che si trovano vicino alla nostra linea di vista verso oggetti più distanti. La luce che viaggia attraverso una lente gravitazionale da oggetti più distanti è 'piegata' che produce un'immagine distorta degli oggetti. Gli astronomi possono raccogliere informazioni preziose su quelle galassie più lontane per conoscere le condizioni precedenti nell'universo.

Uno dei sistemi di lenti visibili qui appare come un piccolo anello al centro dell'immagine. Presenta due galassie in primo piano che distorcono e amplificano la luce di un quasar distante. La luce di questo brillante disco di materia, che sta attualmente cadendo in un buco nero, ha impiegato nove miliardi di anni per raggiungerci, due terzi dell'età dell'universo.

Fonti

• Garner, Rob. Scienza e scoperte di Hubble. Nasa , NASA, 14 settembre 2017, www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-discoveries.
• Casa. STScI , www.stsci.edu/.
• HubbleSite - Fuori dall'ordinario... fuori dal mondo. HubbleSite - Il telescopio - Hubble Essentials - Informazioni su Edwin Hubble , sito hubble.org/.