Hubbleov vesmírny ďalekohľad (HST): definícia, vlastnosti a história

Objavte Hubbleov vesmírny ďalekohľad (HST): definícia, kľúčové vlastnosti, fascinujúca história, servisné zásahy a prevratné objavy NASA/ESA vo vesmíre.

Hubbleov vesmírny ďalekohľad (HST) je jeden z najvýznamnejších a najdlhšie pracujúcich observatórií v kozme. Ako veľký optický a ultrafialetovo/často aj blízko-infračervený teleskop umiestnený nad atmosférou, dokáže snímať oblohu bez rušivého rozmazávania svetla spôsobeného atmosférou, ktoré obmedzuje pozemské ďalekohľady. Atmosféra rozmazáva svetlo hviezd skôr, ako sa dostane na Zem, takže pobyt nad ňou HST výrazne zvyšuje rozlíšenie a citlivosť pozorovaní. HST bol pomenovaný po astronómovi Edwinovi Hubblovi, a vďaka svojej orbite môže vykonávať pozorovania prakticky nepretržite — avšak viditeľnosť konkrétneho objektu je v dôsledku pohybu na nízkej obežnej dráhe limitovaná.

Technické vlastnosti

Hlavné parametre HST sú:

• Hlavné zrkadlo: priemer 94,5 palca (2,4 metra).
• Spektrálne pokrytie: ultrafialové (UV), viditeľné spektrum a blízke infračervené (NIR).
• Priestorové rozlíšenie: poradie 0,05 úhlovej sekundy v optickom pásme, čo umožňuje pozorovať detaily, ktoré sú pre pozemské ďalekohľady bez adaptívnej optiky nedosiahnuteľné.
• Hlavné prístroje (príklady): Wide Field Camera 3 (WFC3), Advanced Camera for Surveys (ACS), Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), Cosmic Origins Spectrograph (COS), Fine Guidance Sensors (FGS) a niekdajší Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Tieto prístroje sa v priebehu rokov modernizovali počas servisných misií.

Orbitálne charakteristiky a pozorovanie

HST sa pohybuje na nízkej obežnej dráhe Zeme, vo výške približne 547 km (približne 340 míľ) nad povrchom, pričom táto výška sa s časom mierne mení v dôsledku atmosférickej dráhy a korekcií. Obieha Zemu približne za 95–97 minút rýchlosťou asi 7,5 km/s (približne 4,7 míľ za sekundu, ~27 000 km/h). Pri tejto rýchlosti by teoreticky cesta z New Yorku do San Francisca trvala len niekoľko minút — pre porovnanie sa v populárnych materiáloch uvádza približne 10 minút.

HST môže pracovať 24 hodín denne, čo znamená, že je schopný vykonávať merania stále, avšak konkrétne objekty sú často počas orbity zakryté Zemou, preto nie vždy je možné nepretržité pozorovanie jedného cieľa. V niektorých špeciálnych prípadoch (tzv. continuous viewing zones) je možné dosiahnuť takmer nepretržité pozorovanie.

Výroba, vypustenie a servisné misie

HST vyrobili v spolupráci NASA a ESA. Bol vypustený 24. apríla 1990 na palube raketoplánu Discovery (let STS-31) a jeho priestorový rozmer je približne porovnateľný s veľkým školským autobusom, pričom stále sa zmestil do nákladového priestoru raketoplánu.

Po vypustení sa ukázalo, že jeho primárne zrkadlo má chybu sférickej aberácie, ktorá zhoršovala kvalitu obrazu. V roku 1993 sa uskutočnila prvá servisná misia (STS-61), počas ktorej astronauti nainštalovali korekčný systém COSTAR a vymenili kamery za vylepšené WFPC2; tieto zásahy výrazne zlepšili schopnosti ďalekohľadu. Ďalšie servisné misie (1997, 1999, 2002 a 2009) ďalej modernizovali prístroje, opravovali subsystémy a predĺžili životnosť HST. Servisné misie boli kľúčové pre jeho dlhodobý úspech.

Vedec­ké prínosy

Hubble priniesol množstvo prelomových výsledkov, medzi ktoré patria:

• Vysoko kvalitné snímky vzdialených galaxií vrátane Hubble Deep Field a Hubble Ultra Deep Field, ktoré odhalili tisíce galaxií v malom poli a pomohli študovať vznik a vývoj galaxií.
• Presnejšie určenie hodnoty Hubbleovej konštanty a príspevok k meraniam rýchlosti expanzie vesmíru.
• Dôkazy o zrýchlenom rozpínaní vesmíru a o existencii temnej energie (spolu s ďalšími pozorovaniami).
• Snímky protoplanetárnych diskov, štúdium formovania hviezd a detailné pozorovania exoplanetárnych atmosfér.
• Detailné priebehy vývoja hviezd, supernov (vrátane pozorovaní svetlého rozbuku SN 1987A a iných), aktívnych galaktických jadier a mnoho ďalších objavov.

Súčasný stav a budúcnosť

HST je stále aktívny a aj po viac ako troch desaťročiach prináša hodnotné vedecké dáta. Jeho opotrebovanie sa rieši priebežnými úpravami operačného režimu a plánovaním bezpečného ukončenia misie do budúcnosti – pri definitívnom ukončení prevádzky bude potrebné zariadiť bezpečný zostup a zneškodnenie, aby sa predišlo riziku zrážok s inými objektmi na obežnej dráhe.

James Webb Space Telescope (JWST) dopĺňa HST (s dôrazom na infračervené spektrum), no Hubble zostáva nenahraditeľný v UV a v mnohých optických pozorovaniach vďaka svojej jedinečnej výbave a historickým sústavám dát. Úspechy HST premietli astronomiu do novej éry a pokračujú v inšpirácii ďalších generácií vedcov i verejnosti.

Poznámka: V texte sú zachované pôvodné odkazy a pomenovania tak, ako boli v pôvodnom znení.

Dosiahnuté výsledky

• Na začiatku, v roku 1994, sa Hubble desať dní pozeral na oblasť, ktorá bola považovaná za prázdny priestor. Zistil, že v skutočnosti sa tam nachádza mnoho galaxií, ale veľmi slabých a veľmi vzdialených. Žiadny iný teleskop to nemohol vidieť.
• V roku 2004 sa Hubble pozrel niekoľko miliárd rokov dozadu k prvým galaxiám v Hubblovom ultrahlbokom poli.
• Vďaka nemu sa podarilo určiť vek vesmíru na približne 13,7 miliardy rokov. Pred Hubblovým teleskopom vedci vedeli len to, že je starý 10 až 20 miliárd rokov.
• Zhotovila prvú snímku planéty mimo našej slnečnej sústavy a dokázala zistiť, aký typ atmosféry môžu mať iné planéty.

Galaxia Sombrero v infračervenom svetle (Hubbleov vesmírny ďalekohľad a Spitzerov vesmírny ďalekohľad)

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to Hubblov vesmírny teleskop?

Otázka: Aké veľké je hlavné zrkadlo HST?

Otázka: Čo umožňuje, aby HST videl veci z veľkej vzdialenosti?

Otázka: Kedy bol Hubble vypustený do vesmíru?

Otázka: Ako rýchlo sa Hubble pohybuje na nízkej obežnej dráhe Zeme?

Otázka: Aká je veľkosť Hubbla v porovnaní s inými objektmi?

Hľadajte podľa písmena