Az Univerzum már soha nem lesz ugyanolyan, mint 10 évvel ezelőtt

Tíz évvel ezelőtt, 1990. április 24-én startolt a Discovery-űrrepülőgép, fedélzetén a Hubble-űrtávcsővel. Azon a floridai reggelen új nap virradt a csillagászatra is: az aranykor első napja. A start utáni napon a legénység útjára engedte a teleszkópot, s az Univerzum már soha többé nem festett úgy, mint azelőtt: a Hubble forradalmasította a csillagászatot.

A Discovery startja 1990. április 24-én, rakterében a Hubble-űrtávcsővel.Az első képek a főtükör hibája miatt némi csalódást okoztak - a megfigyelt objektumokat elmosódott foltok vették körül. 1993 decemberében azonban a távcső "szemüveget" kapott, s a "Világmindenség képe egycsapásra kiélesedett". A Hubble azóta is diadalútját járja. A szenzációs felvételek nem csupán szakmai szempontból igen jelentősek, de milliók számára tárták fel az Univerzum eddigi legrejtettebb titkait. A Hubble által lencsevégre kapott galaxismagok, ütköző csillagvárosok, pompás gázfelhőkbe burkolódzó születő és haldokló csillagok megjelentek az újságok címlapjain, a televízióban és természetesen az interneten.

Az eddigi mérleg

Tízéves működése alatt a Hubble 13 760 égitestet tanulmányozott, 271 000 független észlelést hajtva végre. A Földre küldött 3,5 terabyte-nyi adat elegendő munkát ad a jövő csillagász-generációinak is. Mióta Galileo Galilei az 1600-as évek elején először tanulmányozta az égboltot mindössze 30-szoros nagyítású távcsövével, soha nem volt még példa arra, hogy egyetlen műszer ilyen hatalmas mértékben tágítsa ki az emberiség Univerzumról szerzett tudását.

A Hubble telepítése 1990. április 25-én.


A Hubble képei felfedték a Világegyetem optikai tartományban megfigyelhető eddigi legtávolabbi objektumait: galaxisokat az idő és a tér peremén; bepillantást engedtek a fekete lyukak viharos környezetébe; elénk tárták a csillagszületés drámai folyamatait és lerántották a leplet a bolygókeletkezés számos titkáról; megmutatták a haldokló csillagok körüli elképesztően bonyolult gázfelhők szerkezetét és végigkövették a Jupiterbe való nagy üstökös-becsapódásokat.

Galaxisok összeütközése.


A főbb tudományos eredmények a következők:

- új információk a Világegyetem méretéről és koráról
- a Világegyetem legtávolabbi objektumainak megfigyelése az optikai és az infravörös tartományban (Hubble Deep Field)
- észlelési bizonyítékok a galaxisok középpontjaiban feltételezett szupertömegű fekete lyukak létezésére
- áttörés a kvazárok kutatásában
- előgalaxisok megfigyelése a fiatal Világegyetemben (ezek összeolvadásával alakultak ki a mai nagy csillagvárosok)
- kitűnő felvételek és színképek a Shoemaker-Levy 9 üstökös Jupiterbe való becsapódásáról
- nagyszámú protoplanetáris diszk megfigyelése fiatal csillagok körül (e korongokból születnek a bolygórendszerek)
- új fejezetek megismerése a csillagfejlődés történetéből (csillagközi por és gázfelhők finomszerkezete, a planetáris ködök szerkezetének és kialakulásának új alapokra helyezése stb.)
- a Plútó felszínének első térképe
- a Naprendszer bolygói légkörének rutinszerű megfigyelése.

Gázoszlopok a Sas-ködben: csillagok szülőhelye.


E nagyszerű eredmények döntően a légkörön "kívüli" megfigyelések miatt jöhettek létre (azért az idézőjel, mert a távcső keringési magasságban is jelen van a légkör, bár elhanyagolható sűrűségben). Bár a földfelszínen vannak a HST-nél nagyobb átmérőjű optikai távcsövek (a legnagyobb a két Keck teleszkóp a Hawaii-szigeteken, egyenként 10 méteres átmérővel), ezek nem tudják kivonni magukat a légkör zavaró hatásai alól.

A Macskaszem-köd a planetáris ködök egyik legszebb példánya.


A távcső (Hubble Space Telescope, HST) és névadója

Az 1990. április 25-én pályára állított első optikai űrtávcső 12,3 tonna össztömegű, 13,1 méter hosszú és 4,3 méter átmérőjű óriás; a főtükör átmérője 2,4 méter. A megvalósítás költségei elérték a másfél milliárd amerikai dollárt. A Discovery űrrepülőgép állította 615 km magas pályájára, ahonnan műholdak közvetítésével küldi adatait a földi irányítóközpontba. Fontos újítást jelentett, hogy a HST-t eleve modulokból szerelték össze, hogy az egyes alkatrészek időről-időre cserélhetők legyenek. Az eredetileg tervezett élettartam 15 év. A HST számos tudományos műszerrel rendelkezik, amelyek közül az egyik legfontosabb a széles látószögű bolygófényképező kamera; ezt egyszer már cserélték (Wide Field and Planetary Camera 2).



Részletes leírás itt olvasható a távcsőről és műszereiről.

A Hubble-űrtávcsövet Edwin Powell Hubble amerikai csillagászról nevezték el, akinek legfontosabb felfedezései a század első felében forradalmasították egész világképünket. A cefeida változócsillagok segítségével megmérte az Androméda-köd távolságát, s kimutatta, hogy az a Tejútrendszeren kívül helyezkedik el. Ezzel az Androméda lett az első extragalaxis - vagyis a saját Galaxisunkon kívüli önálló csillagváros. Az Univerzum - amelyet egészen addig a Tejútrendszerrel azonosítottak - egycsapásra hihetetlen mértékben kitágult. Ma az extragalaxisok számát kb. 100 milliárdra becsüljük. A galaxisok alak szerinti osztályozását is Hubble végezte el, s ő adta az első becsléseket a galaxisok egymástól való távolodásának mértékére, vagyis az Univerzum tágulási ütemére is.

A javítások

A HST felbocsátása után nem sokkal kiderült, hogy a távcső leképezése hibás, mert a főtükör peremét 2 mikrométerrel elcsiszolták. A hiba következtében a csillagfény nem koncentrálódott eléggé, a megfigyelt objektumokat elmosódott folt vette körül (lásd a lenti kép bal oldali részét). Számítógépes eljárásokkal lehetett javítani a képeken, de 1993-ban, az Endeavour űrrepülőgép küldetése során korrigálták a hibát: "szemüveget" kapott a HST, vagyis beszerelték a COSTAR nevű korrekciós optikát és más javításokat is elvégeztek. 1994 február óta a HST kifogástalanul végzi a feladatait, szenzációs képek ezreivel kápráztatja el a csillagászokat és a laikusokat egyaránt.



1997 februárjában, a második javítás során két új, fontos műszert kapott a távcső. Az egyik a NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer), amely a közeli infravörös tartományban is képes fényképezni, a másik a STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), amely egy nagy felbontású színképelemző berendezés.

1999 decemberében újabb karbantartó munkálatok következtek, amelynek során lecserélték mind a hat giroszkópot, vagyis azokat a berendezéseket, amelyekkel az űrtávcső mozgatását végzik. A hat giroszkópból ugyanis már csak kettő volt működőképes, s mivel a biztonságos működéshez legalább háromra van szükség, a Hubble már 1999 novembere óta nem végzett tudományos megfigyelést (ekkor ment tönkre a negyedik darab). Az asztronauták másik legfontosabb feladata a számítógép cseréje volt, amit szintén sikeresen végrehajtottak: egy 20-szor gyorsabb és hatszor több memóriával rendelkező modellre cserélték az eredeti darabot.

Csillagközi tornádók a Lagúna-ködben.


A jövő

2001-ban és 2003-ban újabb javításokat és fejlesztéseket terveznek. A Hubble a tervek szerint 2010-ig végzi munkáját. 1998 júniusában a NASA hivatalosan is bejelentette, hogy meghosszabítja a Baltimore városban (USA) lévő Űrtávcső Tudományos Intézet (Space Telescope Science Institute) működését. Az STSCI működteti majd a 2007-ben felbocsátandó Új Generációs Űrtávcsövet (Next Generation Space Telescope), a Hubble-űrtávcső (Hubble Space Telescope, HST) utódját.
Az STSCI 1983 óta irányítja a HST-programot. Az intézmény tudományos munkáját és ismeretterjesztő tevékenységét mindenhol a legnagyobb elismerés övezi.

Az NGST a NASA űrprogramjának egyik sarokköve, a jövő évezred elejének egyik legnagyobb vállalkozása. A távcső különösen érzékeny lesz az infravörös tartományban, mivel tőle várják a választ arra az alapvető kérdésre, hogy mikor és hogyan kezdtek formálódni az első csillagok és galaxisok.
A távcső építését 2003-ban szeretnék megkezdeni, pályára állítása pedig 2007-ben történne. Ezután kb. 3 évig a nagy előddel párhuzamosan dolgozna, majd 2010-től, amikor a HST befejezi küldetését, már egyedül az NGST érdemelné ki az "Űrtávcső" elnevezést (természetesen csak az optikai tartományban). Nem lesz könnyű túlszárnyalnia a HST teljesítményét, de 10 évvel ezelőtt még mi sem gondoltuk, hogy olyan képeket láthatunk valaha is, amilyeneket ma megcsodálhatunk.

Hubble Deep Field: a legtávolabbi galaxisok vidéke az optikai tartományban.




Ajánló:

Általános információk és gazdag megfigyelési anyag magyar nyelven. Űrtávcső Tudományos Intézet, Baltimore (USA). A Hubble-űrtávcső hivatalos honlapja. Készítette: Ábrahám Ferenc V. éves fizika-számítástechnika szakos hallgató. Bővebb információk a HST technikai berendezéseiről és a tudományos műszerekről. A korábbi két javítás leírása. A Discovery történelmi küldetése 10 esztendővel ezelőtt kezdődött.

Korábban:

A HST 3. javítása.