Astronomi su proglasili NASA-in Svemirski teleskop Hubble posve obnovljenim opservatorijem, time što su objavili rezultate promatranja poduzetih s četiri od njegovih šest djelatnih znanstvenih instrumenata.

Na vrhu popisa tih novih pogleda na svemir su slike snimane u više valnih duljina, a koje prikazuju daleke galaktike, jedno gusto zvjezdano jato, sablasni "stup stvaranja" i jednu "leptirsku" maglicu. Skup Hubbleovih novih instrumenata omogućuje proučavanje svemira u širokom rasponu svjetlosnog spektra, od ultraljubičastog do bliskoinfracrvenog svjetla. Usto su znanstvenici objavili i rezultate spektroskopsk

ih promatranja koja su preko milijardi svjetlosnih godina sondirala građu kozmičke mreže i mapirali razdiobu elemenata koji su ključni za razvoj života kakvog poznajemo.

"Ovo označava novi početak za Hubblea", kaže Ed Weiler, pomoćnik voditelja NASA-ine Uprave za svemirske misije, u Washingtonu. "Teleskop je bio podvrgnut opsežnom remontu i sada je znatno moćniji negoli je ikada bio. Valjano je opremljen da izdrži (barem) do sredine sljedećeg desetljeća."

Novi instrumenti su osjetljiviji na svjetlo, pa će stoga značajno poboljšati djelotvornost Hubbleovog opserviranja. Sada je moguće izvršiti promatranje za samo mali dio vremena koje je bilo potrebno ranijim naraštajima Hubbleovih instrumenata. Taj je svemirski opservatorij danas puno moćniji negoli je to bio ikada dosad.

"Ne možemo biti više oduševljeni kakvoćom slika koje su poslale nova WFC3 i popravljena ACS i spektrima s COS-a i STIS-a", kazao je Keith Noll, voditelj jednog tima iz Instituta za Svemirski teleskop (STScI) u Baltimoreu, koji je isplanirao ove prva promatranja. "Ciljevi smo izabrali kako bismo zorno predočili bogat raspon mogućnosti koje posjeduje netom poboljšani Hubble."

Ovi rezultati su uvjerljiv dokaz uspjeha servisne misije STS-125, obavljene u svibnju, koja je taj svemirski opservatorij dovela do vrhunca mogućnosti kao znanstvenog instrumenta. Ugrađena su dva nova instrumenta, WFC3 i COS, dok su dva druga, ACS i STIS, popravljena na raznini elektroničkih pločica. Znanstvenici koji vode misiju, u srijedu (2. rujna) su objavili da je nakon tri mjeseca kalibriranja i iskušavanja u djelatno stanje vraćen i NICMOS.

"Ovom smo misijom željeli obnoviti Hubbleove alate, na koje se znanstvenici iz cijelog svijeta oslanjaju kako bi proveli svoja napredna istraživanja", kazao je David Leckrone, viši znanstvenik projekta Hubble, pri NASA-inom Centru za svemirske letove Goddard, u Greenbeltu. "Prije ove servisne misije, imali smo samo tri instrumentalna kanala u ispravnom stanju, a danas ih imamo trinaest! Ponosan sam što mogu reći: 'Zadatak je izvršen!'"

U protekla tri mjeseca, znanstvenici i inženjeri u STScI-u su fokusirali, iskušavali i kalibrirali instrumente. Hubble je jedan od najsloženijih svemirskih teleskopa koji su ikada lansirani, a astronauti koji su sudjelovali u zadnjoj servisnoj misiji obavili su veliki zahvat na više sustava 19 godina starog opservatorija. Ta faza orbitalne provjere nakratno je bila prekinuta 23. srpnja, kako bi se obavilo promatranje Jupitera nakon vjerojatnog sudara s nekim kometom.

Hubble sada ulazi u razdoblje pravih znanstvenih promatranja. Promatračko vrijeme će biti izuzetno traženo. Opserviranja će sezati od proučavanja populacije objekata Kuiperovog pojasa na ivici Sunčevog sustava, preko promatranja rađanja planeta oko drugih zvijezda i sondiranja sastava i građe atmosfera takvih izvansolarnih planeta. Postoje i smjeli planovi da se načini "najdublji" bliskoinfracrveni portret svemira, kako bi se otkrilo dosad neviđene novorođene galaktike, koje su postojale dok je svemir bio mlađi od 500 milijuna godina. Druge planirane opservacije će pokušati rasvijetliti ponašanje tamne energije, odbojne sile koja sve brže širi svemir.

U planetarnoj maglici NGC 6302 nakon smrti zvijezde pomalja se leptir (gore lijevo)

Ovaj nebeski objekt nalikuje tananom leptiru. Ali on je sve samo ne spokojan.

Ono što sliči nježnim krilima leptira, zapravo je uskovitalni vreli plin, zagrijan na više od 20000 C. Taj plin juri kroz svemir brzinom većom od 960 tisuća km/h - što je dovoljno brzo da se od Zemlje do Mjeseca stigne za 24 minute!

Jedna zvijezda na umoru, koja je nekoć imala pet puta veću masu od Sunca, nalazi se u središtu ove oluje. Ona je odbacila svoj plinski omotač i sada oslobađa bujicu ultraljubičastog zračenja zbog kojega odbačeni materijal svijetli. Ovaj objekt je primjer planetarne maglice, nazvane tako jer mnoge od njih kada ih se gleda malim teleskopom imaju okrugli oblik, sličan onom u planeta.

WFC3, nova kamera u NASA-inom Svemirskom teleskopu Hubble, načinila je ovu sliku planetarne maglice NGC 6302, poznatije kao maglica Buba ili Leptir. WFC3 su u svibnju 2009. g. ugradili NASA-ini astronauti, tijekom servisne misije posvećenje popravci i poboljšavanju 19 godina starog teleskopa Hubble.

NGC 6302 se nalazi u našoj galaktici Mliječni put, na približno 3800 svjetlosnih godina od nas, u zviježđu Škorpiona. Svijetleći plin u vanjskim slojevima zvijezde izbačen je prije oko 2200 godina. "Leptir" se proteže preko više od dvije svjetlosne godine, što je približno polovica udaljenosti između Sunca i najbliže mu zvijezde, Alfe Kentaura.

Zvijezdu u središtu ne da se vidjeti jer je skrivena unutar prstena prašine oblika zračnice. Taj se prsten vidi kao tamna pruga koja po sredine stišće maglicu. Taj gusti prašinski prsten ograničava odljev iz zvijezde, stvarajući klasični "bipolarni" oblik pješčanog sata, uočen u više planetarnih maglica.

Površinska temperatura zvijezde procijenjena je na oko 220000°C, što je čini jednom od najvrućih zvijezda u našoj galaktici. Spektroskopska promatranja načinjena zemaljskim teleskopima pokazuju da plin ima temperaturu od približno 20000°C, što je neubičajeno puno u usporedbi s temperaturama tipičnih planetarnih maglica.

WFC3-ina slika otkriva složenu povijest izbačaja tvari sa zvijezde. Zvijezda se prvo razvila u ogromnog crvenog diva, s promjerom oko tisuću puta većim od Sunčevog. Ona je potom izgubila svoje napuhnute vanjske slojeve. Dio toga plina bio je odbačen s ekvatora razmjerno malom brzinom, možda ne većom od 32000 km/h. Pri tom je nastao onaj prsten oblika zračnice. Drugi plin je izbačen okomito na prsten i većom brzinom: tako su nastala izdužena "krila" leptiru slične tvorbe. Kasnije, dok se središnja zvijezda zagrijavala, puno brži stelarni vjetar - struja nabijenih čestica koja se giba brzinom većom od 3,2 milijuna kilometara na sat - stao se zarivati u već postojeća "krila", dodatno im mijenjajući oblik.

Ova slika prikazuje i brojne prstima slične izdanke uprte prema zvijezdi, koji bi mogli označavati gušće grude u izbačenom materijalu, koji (još) odolijevaju tlaku stelarnog vjetra.

Crvenkasti vanjski rubovi maglice su takvi uglavnom zahvaljujući svjetlu odaslanom iz dušika, najhladnijeg plina vidljivog na ovoj slici. WFC3 je opremljena širokim raponom filtera koji izdvajaju svjetlo odaslano različitim kemijskim elementima. Zahvaljujući njima astronomi mogu doznati svojstva plina u maglici, poput njegove temperature, gustoće i sastava.

Bijela područja su mjesta s kojih svjetlo odašilje sumpor. U tim predjelima brzi plin pretječe i sudara se sa sporim plinom koji je ranije napustio zvijezdu. Pri tom u plinu nastaju udarni valovi (svijetli bijeli rubovi na stranama okrenutima središnjoj zvijezdi). Bijela gruda s jasno ocrtanim rubom gore desno, primjer je jednog od tih udarnih valova.

NGC 6302 je snimljena 27. srpnja 2009. g, Hubbleovom WFC3, u ultraljubičastom i vidljivom svjetlu. Kako bi bila stvorena ova kompozitna slika, korišteni su filteri koji izdvajaju emisiju iz kisika, helija, vodika, dušika i sumpora.

Brodolom galaktika u Stephanovoj petorki (gore desno)

Okršaj članica čuvene galaktičke petorke, otkriva zvijezde najrazličitijih boja, od mladih plavih, do ostarjelih crvenih.

Ovaj portret Stephanove petorke, poznate i kao Hicksonova zbijena skupina 92, načinjen je novom WFC3 u NASA-inom Svemirskom teleskopu Hubble. Stephenova petorka, kao što joj ime kazuje, skupina je od pet galaktika. To je ime, međutim, donekle pogrešno. Istraživanja su pokazala da je jedna članica skupine - NGC 7320, na slici gore lijevo - zapravo galaktika u prednjem planu, oko sedam puta bliža Zemlji negoli ostatak skupine.

Tri galaktike su izobličene, imaju izdužene spiralne krake i duge plinovite plimne repove, koje sadrže mnoštvo zvjezdanih jata. Te su tvorbe dokaz njihovih međusobnih bliskih susreta. Međudjelovanje je potaknulo burno rađanje novih zvijezda u središnjem paru galaktika. Ta se drama odigrava naspram pozadine dalekih galaktika.

Ova slika, načinjena u vidljivom i bliskoinfracrvenom svjetlu, jasno daje na uvid koliko je širok pojas zračenja na koji je osjetljiva WFC3. (Velika slika)

Boja pruža uvid u starost zvjezdane populacije, pokazujući da je do rađanja zvijezda dolazilo u različitim razdobljima, tijekom stotina milijuna godina. Infracrveni pogled kamere prodire kroz zastore prašine i iza njih opaža nakupine zvijezda koje se ne može vidjeti u vidljivom svjetlu.

NGC 7319, gore desno, prečkasta je spiralna galaktika, s jasno ocrtanim spiralnim kracima koji se zatvaraju natrag do prečko preko skoro 180 . Plave točkice u spiralnom kraku pri vrhu NGC 7319 i crvene točkice neposredno iznad i desno od jezgre, jata su s tisućama zvijezda. Veći dio petorke je predaleko od nas da bi čak i Hubble u tim galaktikama mogao razlučiti pojedinačne zvijezde.

Gledajući u smjeru kazaljke na satu, sljedeća galaktika kao da ima dvije jezgre, ali to su zapravo dvije galaktike, NGC 7318A i NGC 7318B. Njih okružuju jata mladih, sjajnih, plavih zvijezda i ružičasti oblaci svijetlećeg vodika u kojima nastaju nove zvijezde. Te su zvijezde stare manje od 10 milijuna godina i još nisu od sebe otpuhnule natalne oblake. Daleko od tih galaktika, na desnoj strani, krpica je međugalaktičkog prostora u kojemu se oblikuje mnoštvo zvjezdanih jata.

NGC 7317, dolje lijevo, eliptična je galaktika normalnog izgleda, koja je manje izložena utjecaju (gravitacijskih) međudjelovanjâ.

U oštrom kontrastu naspram tih galaktika stoji patuljasta galaktika NGC 7320, gore lijevo. U disku te galaktike se zbiva provala rađanja zvijezda, što vidimo kao plave i ružičaste točkice. U toj galaktici Hubble može razlučiti pojedine zvijezde, što je dokaz da je NGC 7320 bliža Zemlji.

NGC 7320 je od Zemlje udaljena 40 milijuna svjetlosnih godina. Ostale članice petorke su udaljene 290 milijuna svjetlosnih godina, a sve se galaktike nalaze u zviježđu Pegaza. Udaljenije članice su upadljivo crvenije od galaktike u prednjem planu, što ukazuje na to da u njihovim jezgrama počivaju starije zvijezde. Svjetlo iz njihovih zvijezda bi moglo biti dodatno zacrvenjeno prašinom koja je uzvitlana njihovim susretom.

Stephanova petorka, koju je 1877. g. otkrio Edouard M. Stephan, prva je zbijena (galaktička) skupina kada uočena.

WFC3 je promatrala petorku u srpnju i kolovozu 2009. g. Ova kompozitna slika sastavljena je uz uporabu filtera koji izdvajaju svjetlo plavog, zelenog i infracrvenog dijela spektra, kao i emisiju iz ioniziranog vodika.

Obilje šarolikih zvijezda u zbijenom zvjezdanom jatu Omegi Kentaura (dolje lijevo)

NASA-in Svemirski teleskop Hubble načinio je ovu panoramsku fotografiju jedne šarolike zbirke od 100 tisuća zvijezda koje počivaju u prenapučenoj jezgri jednog divovskog zvjezdanog jata.

Ova slika otkriva jedno malo područje unutar masivnog zbijenog jata Omega Kentaura, koje se diči sa zamalo 10 milijuna zvijezda. Zbijena jata, drevni rojevi zvijezda ujedinjenih gravitacijom, prastanovnici su naše galaktike Mliječni put. Zvijezde u Omegi Kentaura su stare između 10 i 12 milijardi godina. To jato počiva na oko 16 tisuća svjetlosnih godina od Zemlje.

Ova fotografija pruža jasan uvid u sposobnost kamere za bilježenje najraznolikijih boja, a time i otkrivanje zvijezda u različitih ključnim fazama njihovih životnih ciklusa.

Većina zvijezda na slici su žuto-bijele, poput našeg Sunca. One su odrasle zvijezde koje sjaje zahvaljujući fuziji vodika. Pred kraj svojih normalnih života, te se zvijezde ohlade i narastu. Takve postarije zvijezde na ovoj slici vidimo kao narančaste točkice.

Još kasnije tijekom svoga života, zvijezde se nastavljaju hladiti i rasti, postajući crvenim divovima. Te sjajne crvene zvijezde se napuhnu do obujma puno puta većeg od onoga u našeg Sunce, te počnu odbacivati svoje plinske omotače.

Nakon što su odbacile većinu svoje mase i potrošile većinu svoga goriva (vodika), zvijezde izgledaju blistavo plave. Njihove pregrijane jezgre prekriva još jedino tanki sloj materijala. Te zvijezde očajnički nastoje produžiti svoje živote fuziranjem helija u svojim jezgrama. U tom razdoblju svoga života, one većinu svjetla odašilju u ultraljubičastom području.

Kada se i taj helij potroši, zvijezde stignu do kraja svojih života. Preostanu jedino sagorene jezgre koje nazivamo bijelim patuljcima (blijede plave točkice na ovoj slici). Bijeli patuljci više ne oslobađaju energiju nuklearnom fuzijom, a gravitacijskim stezanjem su svedeni na veličinu Zemlje. Oni će se tijekom puno milijardi godina nastaviti hladiti i gubiti sjaj, dok ne postane tamnim ugljevljem.

Druge zvijezde koje se pojavljuju na ovoj slici nazivamo "plavim divljim izdancima". One su starije zvijezde koje su dobile novu priliku za život, nakon što su se sudarile i stopile s drugim zvijezdama. Takvi susreti pospješe stopu proizvodnje energije u zvijezdi, zbog čega one izgledaju plavlje.

Sve zvijezde na ovoj slici dobri su susjedi. Prosječna udaljenost između bilo koje dvije zvijezde u prenapučenoj jezgri jata iznosi samo oko trećinu svjetlosne godine, što je približno 13 puta manje od udaljenosti koja dijeli Sunce i njemu najbližu stelarnu susjedu, Alfu Kentaura. Premda su te zvijezde blizu jedna druge, oštri vid WFC3 razlučuje ih kao pojedinačne zvijezde. Ako bi netko živio u tom zbijenom jatu, nebo bi mu bilo prezasićeno zvijezdama i približno 100 puta svijetlije negoli (noćno) nebo Zemlje.

Za zbijena jata se drži kako su ona skupine zvijezda koje dijeli isti dan rođenja. Međutim, mjerenja pokazuju da Omega Kenatura sadrži barem dvije populacije zvijezda, različitih dobi. Neki astronomi smatraju da bi to jato moglo biti ostatak jedne male galaktike, koju je još davno Mliječni put gravitacijski razorio. Ona je pri tom izgubila svoje zvijezde i plin.

Omega Kentaura je među najvećim i najmasivnijim od približno 200 zbijenih jata koja orbitiraju oko Mliječnog puta. Ono je jedno od rijetkih zbijenih jata koja se mogu vidjeti prostim okom. Ime mu je 1603. g. dao Johann Bayer, kao po sjaju 24. objektu u zviježđu Kenatura. Ono nalikuje oblačiću na južnom nebu i lako ga se može pobrkati s nekim kometom.

Hubble je promatrao Omegu Kentaura 15. srpnja 2009. g, u ultraljubičastom i vidljivom svjetlu. (Velika slika)

Eksplozija rađanja zvijezda u kaotičnoj maglici Kobilica (dolje desno)

Dvije slike ogromnog stupa u kojemu se rađaju nove zvijezde, pokazuje kako promatranja obavljena NASA-inim Svemirskim teleskopom Hubble u vidljivom i infracrvenom svjetlu otkrivaju dramatično različita i komplementarna viđenja jednog objekta.

Te slike usto demonstriraju i mogućnosti WFC3, novog instrumenta ugrađenog u teleskop Hubble, i to u pogledu sposobnosti bilježenja širokog pojasa valnih duljina, od ultraljubičastih, preko vidljivih, do infracrvenih.

Sazdan od plina i prašine, ovaj stup počiva u olujnoj zvjezdanoj rađaonici zvanoj maglica Kobilici, udaljenoj 7500 svjetlosnih godina od nas, u južnom zviježđu Kobilice. Par slika pokazuje da astronomi mogu ostvariti puno potpuniji uvid u stup i njegov sadržaj ako u bliskoinfracrvenom svjetlu razotkriju pojedinosti nevidljive u optičkim valnim duljinama.

Gornja slika, načinjena u vidljivom svjetlu, prikazuje vršak tri svjetlosne godine dugog stupa, okupnog jarkim svjetlom iz vrelih masivnih zvijezda smještenih izvan gornjeg ruba slike. Sažigajuće zračenje i brzi vjetrovi (struje nabijenih čestica) iz tih zvijezda, oblikuju stup i izazivaju nastanak novih zvijezda unutar njega. Može se vidjeti kako plamenci plina i prašine bivaju otpuhivani s vrška te tvorbe.

Usađene unutar toga gustog stupa, rađaju se zvijezde. Njih se na optičkoj slici ne može vidjeti stoga što su skrivene zidom od plina i prašine. Premda su zvijezde same nevidljive, jedna od njih nam pruža dokaz svoga postojanja. Tanki oblačići otpuhnutog materijala mogu se vidjeti kako putuju na lijevu i desnu stranu od tamne kvrge u središtu stupa. Ta tvar je dio mlaza kojega proizvodi jedna mlada zvijezda. Na većoj udaljenosti, na lijevoj strani, mlaz je vidljiv kao skupina malih pramenastih oblaka. Nekoliko malih oblaka vidljivo je na sličnoj udaljenosti na desnoj strani mlaza. Astronomi procjenuju da se taj mlaz giba brzinom do 1,36 milijuna kilometara na sat. Ukupna dužina mlaza iznosi oko 10 svjetlosnih godina.

Na donjoj slici, načinjenoj u infracrvenom svjetlu, taj gusti stup i zelenkasti plin oko njega zamalo posve iščezavaju. Od stupa je preostao jedino blijedi obris. Prodrijevši kroz stijenku od plina i prašine, infracrveni vid WFC3-e otkriva novorođenu zvijezdu koja je vjerojatno odgovorna za nastanak mlaza. Dio mlaza koji je najbliži zvijezdi, na ovoj se slici više ističe. Te se tvorbe ovdje da vidjeti stoga što infracrveno svjetlo, za razliku od vidljivog, prodire kroz prašinu.

Unutar stupa se pomaljaju i druge novorođene zvijezde. Tri primjera su: sjajna zvijezda zamalo točno ispod one koja stvara mlaz, jedna bljeđa desno od nje, te par zvijezda na vrhu stupa. Vjetrovi i zračenje iz nekih od tih zvijezda otpuhuju plin iz njihova susjedstva, dubeći u njemu velike šupljine koje se vide kao blijede tamne rupe.

Oko te zvjezdane rađaonice, nalazi se škrinja sa zvjezdanim draguljima, od kojih se većina ne može vidjeti u vidljivom svjetlo stoga što gusti plin zastire njihovo svjetlo. Mnoge od njih su zvijezde daleko u pozadini.

Hubbleova WFC3 promatrala je maglicu Kobilicu 24-30. srpnja 2009. g. (Velika slika) Kompozitna slika je sastavljena od fotografija snimanih kroz filtere koji izdvajaju svjetlo odaslano iz željeza, magnezija, kisika, vodika i sumpora.

[NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team]