Як астрономи слухають космос?

У 1933 році інженер, на ім’я Карл Янський випадково виявив, що радіохвилі виходять не тільки від винаходів, зроблених людиною, але і від природних матеріалів в космосі. Відтоді в пошуках космічних радіохвиль астрономи будували все кращі й кращі телескопи, в спробах більше дізнатися про те, звідки вони виходять і що можуть розповісти про наш Всесвіт. Хоча вчені можуть багато чого довідатися з видимого світла, який вони виявляють за допомогою звичайних телескопів, такі об’єкти як чорні діри, зірки й планети, що формуються  та вмирають та багато іншого можна виявити тільки за допомогою радіотелескопів. Разом телескопи, здатні вловлювати різні види хвиль — від радіохвиль до видимих ​​світлових хвиль і гамма-променів — малюють більш детальну картину Всесвіту. Але так чи просто слухати зірки, як може здатися, на перший погляд?

Видиме світло

Коли ми дивимося на нічне небо, ми бачимо яскраві вогні зірок. Якщо ви живете в темній місцевості далеко від міст, то можете спостерігати тисячі подібних об’єктів. При цьому окремі точки, які ви бачите — це прилеглі зірки. Ще понад 200 мільярдів цих небесних тіл існують в одній тільки нашій галактиці. За межами Чумацького Шляху, за різними оцінками, знаходиться принаймні 100 мільярдів галактик, кожна зі своїми 100 мільярдами зірок. Майже всі ці зірки невидимі для наших очей.

Видиме світло, яке сприймає око людини — це лише крихітна частина того, що астрономи називають «електромагнітним спектром». Фотони з більшою енергією — це ультрафіолетове випромінювання, рентгенівські промені та гамма-промені (гамма-промені мають найбільшу енергію). Фотони з меншою енергією — це інфрачервоні та радіохвилі (радіохвилі мають найменшу енергію).

Електромагнітний спектр включає гамма-промені, рентгенівські промені, ультрафіолетове випромінювання, інфрачервоне випромінювання, мікрохвилі та радіохвилі. Оскільки людські очі сприймають тільки видиме світло, нам необхідні спеціальні телескопи, щоб вловити решту цього «спектра», а потім перетворити їх в зображення і графіки.

Що таке радіохвиля?

Світло складається з крихітних частинок, які називаються «фотонами», які можуть одночасно поводитися і як частка, і як хвиля. У видимому світлі фотони мають середньою кількість енергії, але коли енергії стає більше, вони перетворюються в ультрафіолетове випромінювання, побачити яке ми не можемо, а ось отримати сонячний опік — запросто. З більшою енергією фотони перетворюються в рентгенівські промені, які проходять прямо через нас. Але якщо енергії стає ще більше, вони перетворюються в гамма-промені, які виходять від зірок, що вибухають.

У тих випадках, коли у фотонів енергії зовсім трохи, вчені говорять про інфрачервоне випромінювання, яке ми відчуваємо як тепло, а фотони з найменшою енергією дослідники називають «радіохвилями». Цікаво, що радіохвилі виходять з дуже дивних місць в космосі — найхолодніших і далеких галактик і зірок. Вони розповідають нам про ті куточки Всесвіту, про існування яких ми навіть не здогадувалися б, якби користувалися очима або телескопами, які сприймають тільки видимий світловий спектр.

Піонери радіоастрономії

Цікаво і те, що перший у світі радіоастроном насправді був інженером. У 1933 році Карл Янський працював над проєктом для Bell Laboratories — лабораторії в Нью-Джерсі, названої на честь Олександра Грема Белла, який винайшов телефон. Там розроблялася перша телефонна система, яка працювала через Атлантичний океан. Але коли люди вперше спробували зателефонувати за цією системою, то чули шиплячий звук на задньому фоні в певний час дня.

Засновник радіоастрономії Карл Янський поруч з побудованою їм антеною, яка виявила перші радіохвилі які виходять з космосу.

У Bell Laboratories вирішили, що шум шкідливий для бізнесу та відправили Карла Янського з’ясувати, чим він викликаний. Інженер незабаром зрозумів, що радіохвилі, які виходять з центру галактики, порушують телефонний зв’язок і викликають перешкоди. Ось так сам того не знаючи Янський відкрив новий, невидимий Всесвіт і став першим у світі радіоастрономії.

Як працюють радіотелескопи?

Коли астрономи направляють радіотелескопи на який-небудь об’єкт в космосі, радіохвилі потрапляють на їх поверхню. Поверхня телескопа працює для радіохвиль як дзеркало і може бути металевою з отворами в ній, або з суцільного металу, наприклад алюмінію.

Перше дзеркало направляє радіохвилі до другого «радіозеркала», яке потім направляє їх в місце, під назвою «приймач». Ця частина радіотелескопу приймає радіохвилі та перетворює їх в зображення. По суті, приймач робить те ж саме, що і камера: перетворює радіохвилі в картинку.

Ті куточки нашого Всесвіту, в яких формуються зірки, наприклад, повні пилу. Цей пил не дає світлу дістатися до нас, так що все навколо виглядає як порожній чорний простір. Але варто звернути в такі ділянки радіотелескоп, як астрономам відкривається чудове видовище — крізь пил можна розгледіти зірку, що народжується.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Читайте также:

Спрайти, джети та ельфи — які бувають висотні блискавки та чим вони відрізняються?

Браунсвілл, у нас проблеми. Або як живе місто, яке знаходиться поруч зі SpaceX

Засновник Amazon Джеф Безос успішно злітав в космос. Хроніка подій

Історія 10 космічних фотографій, які перевернули історію