Space Observatory "Herschel" afsluttede sit arbejde • Olga Kochina • Videnskabsnyheder om "Elementerne" • Astronomi, Rumforskning

Space Observatory “Herschel” afsluttede sit arbejde

Herschel Observatory og Rosette Nebula. Billede fra Den Europæiske Rumorganisations hjemmeside www.esa.int

Den 29. april 2013 fjernede Herschel Space Infrared Observatory udbuddet af heliumkøler, og det mest omfattende projekt til at udforske universet i infrarød rækkevidde blev officielt afsluttet. På grund af karakteren af ​​de objekter, der er under undersøgelse, er årsagen til afslutningen af ​​Herschel Observatory, som i tilfælde af de tidligere missioner, umuligheden af ​​dens yderligere afkøling.

Lanceret for næsten fire år siden, den 14. maj 2009 berettede rumobservatoriet navnet fuldt ud til ære for den første forsker i det infrarøde spektrum utilgængeligt for det menneskelige øje – William Herschel.

Herschel Observatoriet var ikke den første af sin art. Dets forgængere i undersøgelsen af ​​det infrarøde himmelmønster var IRAS-observatorierne, der blev lanceret i 1983, og ISO, lanceret i 1995, samt Spitzer- og Akari-teleskoperne, som startede deres arbejde i henholdsvis 2003 og 2006. Herschel var imidlertid ikke bare et andet skridt fremad, men et ægte gennembrud: Herschel teleskopet med en spejl diameter på 3,5 meter, den største blandt rum observatorier,dets tekniske egenskaber overskride forgængerteleskoperne betydeligt, hvilket gjorde det muligt at opnå mere nøjagtige og detaljerede data. Bredden af ​​spektral dækningen gjorde Herschel en slags bro, der overlapper begge områder – det infrarøde område af rumobservatoireforgængerne og submillimeterområdet af jordbaserede teleskoper. Herschel arbejdede i intervallet fra submillimeter til langt infrarødt (672-55 mikron) og var det eneste fuldvundne rumobservatorium, hvis studier var afsat til denne del af spektret, hvilket gjorde dataene med sin hjælp unikke.

Rumobjekter er strålekilder i forskellige spektrale områder, fra langbølge-radio-emissioner til kortbølge-røntgen- og gammastråling. Det samme objekt kan være tilgængeligt til forskning i forskellige områder af spektret, men de processer, der er angivet ved stråling i en bestemt region, er forskellige. Infrarød- og submillimeterområdet giver information om kolde genstande, hvis stråling enten er genudsendelse af absorberede fotoner fra eksterne kilder eller deres egen termiske stråling.Sådanne genstande udsender heller ikke i de højere energiformer, for eksempel optisk eller ultraviolet, eller udsendes meget lidt, og deres påvisning og efterforskning ved optiske og ultraviolette teleskoper er vanskelig, om ikke umulig. Så den vigtigste "specialisering" af infrarøde teleskoper er galakser, stjernedannelsesregioner og protostarer, støvskiver, asteroider. I infrarød rækkevidde observeres også kolde stjerner – brune dværge. Termonukleære processer i brune dværge opvarmer ikke en stjerne nok til lysstråling i det optiske område, og derfor observeres de også hovedsagelig ved hjælp af infrarøde teleskoper.

Fig. 1. Kølesystemet på "Herschel"
1. Beholderen med superfluid helium opbevares ved kogepunkt (1,65 K eller -271,5 ° C). Helium køler de videnskabelige instrumenter placeret i brændpunktet og de tre temperaturskærme. Ved kogning fra overfladen af ​​den flydende gas fordampes, som langsomt lækker fra tanken ind i rørene, der vikler rundt om nyttelasten og afkøler den til en temperatur på fra 1,7 K til 4 K.
2. Derefter lækker gassen ind i ringene af temperaturskærme, idet de køles til henholdsvis 30 K, 50 K og 60 K.
3. Kryostatisk Dewar fartøj indeholdende en beholder med superfluid helium. Gas frigives til det ydre rum. Beholderen afkøles til en temperatur på ca. 70 K ved at udstråle varme i rummet.
Billede ESA / PACS / SPIRE / Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / Irfu – CNRS / INSU – Univ. Paris Diderot, Frankrig

Mange kolde genstande har temperaturer tæt på absolut nul, og forsøger at observere dem med et varmere instrument ligner at forsøge at se en stjerne i middagshimlen fyldt med solen. Derfor er nøgleelementet til driften af ​​det infrarøde observatorium afkøling, og varigheden af ​​dets drift bestemmes af kølemiddelforsyningen. Alle tre Herschel instrumenter (HiFi, PACS og SPIRE) blev afkølet med en kryostat (figur 1). Da observatoriet blev lanceret, blev mere end 2000 liter superfluid helium, som havde en temperatur under -271 ° C, anbragt i et specielt Dewar-fartøj. Helium, inddampning ved en konstant temperatur, tømmes gradvist beholderen. For at bestemme tidspunktet for at nå EoHe (end-of-helium) – udtømning af heliumreserver – blev der installeret en række temperatursensorer ved observatoriet. Den 29. april 2013 overskred to af dem den tilladte temperatur, hvilket gjorde det muligt officielt at meddele, at EoHe-øjeblikket var nået.

Fig. 2. Billede af Andromeda Galaxy, opnået ved hjælp af Herschel Observatory.De lysrøde regioner i billedet af Andromeda-galaksen er de områder af stjerneformation, der var et af hovedmålene i Herschel-studiet. Farvekodning af billedet viser temperaturen i regionerne: fra koldt (flere titre Kelvin grader) rød til varmere blå. © ESA / Herschel / PACS & SPIRE-konsortiet, O. Krause, HSC, H. Linz

Under arbejdet gennemførte Herschel forskning om en række objekter: galakser (figur 2), molekylære skyer, støvskiver omkring stjerner, asteroider, herunder Apophis asteroiden (figur 3), som vil passere nær jorden i 2029, kometer.

Fig. 3. Billedet af asteroiden Apophis, der blev opnået ved hjælp af Herschel-observatoriet ved tre bølgelængder: 70, 100 og 160 μm, under dets passage nær jorden den 5. januar-6, 2013. Disse billeder vil hjælpe astronomerne til mere nøjagtigt at estimere bane af et asteroide, som i 2029 vil nærme jorden tættere på de geostationære kredsløb i mange satellitter. © ESA / Herschel / PACS / MACH-11 / MPE / B.Altieri (ESAC) og C. Kiss (Konkoly Observatory)

De unikke billeder opnået ved Herschel tjente som en slags illustreret historie om stjernedannelse (figur 4). De gjorde det muligt at tage et nyt kig på mekanismen for gasforstyrrelser ved turbulens, hvilket fører til dannelsen af ​​en fibrøs struktur i kolde molekylære skyer.Hvis betingelserne er egnede, splittes tyngdekraften, som begynder at råde over, fibrene i kompakte kerner. Protostarer dybt inde i sådanne kerner opvarmer det omgivende støv lidt. Bare et par grader over absolut nul, men nok til Herschels følsomme instrumenter til at afsløre deres placering.

Fig. 4. Starburst Cygnus-X (Cygnus-X). Fotografiet, der er opnået ved hjælp af Herschel Observatory, viser kaotiske støv- og gasnet, der angiver punkter af massestjernedannelse. Norden er nederst til højre, øst øverst til højre. Billede ESA / PACS / SPIRE / Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / Irfu – CNRS / INSU – Univ. Paris Diderot, Frankrig

Herschel fandt også vanddamp i protoplanetære diske omkring de nyfødte stjerner og endnu mere vand i isen på overfladen af ​​støvpartikler og i kometer. De oplysninger, som Herschel opnåede om sammensætningen af ​​vandkammeret Hartley-2, der tilhører solsystemet, gjorde det muligt at konkludere, at isotopforholdet mellem kometen i vand er næsten det samme som i havets farvande.

Observatoriet konstaterede, at der i nogle af dem fandt denne proces sted meget mere intensivt end i Vintervejen, selv i de tidspunkter, hvor universet var ret ungt.Hvordan en galakse kunne opretholde sådanne stjernedannelseshastigheder i de første milliarder af universets liv er stadig et uløste mysterium for forskere, der studerer dannelsen og udviklingen af ​​galakser.

Selvom observatoriet har stoppet sit arbejde, er mængden af ​​data, der er opnået med sin hjælp, så stor, at astronomerne vil være involveret i deres behandling og forståelse i mange år. De videnskabelige data fra Herschel er tilgængelige på Den Europæiske Rumorganisations hjemmeside, hvor alle kan kende dem.

Det er håbet, at pause i infrarøde observationer ikke varer længe. Snart i 2018 er det planlagt at lancere et nyt rum infrarød observatorium – et teleskop opkaldt efter james webb, som vil udforske universet i det nærmeste og mellemliggende infrarøde område. I Rusland overvejes projektet af et længerebølgeinstrument – millimetronrummet observatoriet.

kilder:
1) Oplysninger om forskning ved hjælp af Herschel Observatory på webstedet for Den Europæiske Rumorganisation.
2) Et astronomisk forskningssted ved hjælp af Herschel (Herschel Astronomers hjemmeside), grundlagt af Herschel Research Center (Herschel Science Center, HSC).

Olga Kochina


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: