Науката на астрономия засяга себе си предмети и събития във Вселената. Това варира от звезди и планети да се галактики, тъмна материя, и тъмна енергия. Историята на астрономията е изпълнена с приказки за откриване и изследване, като се започне от най-ранните хора, които са гледали към небето и продължават през вековете до сегашното време. Днешните астрономи използват сложни и сложни машини и софтуер, за да научат за всичко от образуване на планети и звезди до сблъсъците на галактики и образуването на първите звезди и планети. Нека да разгледаме само няколко от многото обекти и събития, които изучават.
Досега някои от най-вълнуващите астрономически открития са планети около други звезди. Те се наричат екзопланети, а те изглежда се образуват в три „аромата“: земни (скалисти), газови гиганти и газови „джуджета“. Как астрономите знаят това? Мисията на Кеплер за намиране на планети около други звезди разкри хиляди кандидати за планета само в близката част на нашата галактика. След като бъдат открити, наблюдателите продължават да изучават тези кандидати, използвайки други космически или наземни телескопи и специализирани инструменти, наречени спектроскопи.
Кеплер намира екзопланети, като търси звезда, която затъмнява, когато една планета минава пред нея от наша гледна точка. Това ни казва размера на планетата въз основа на това колко звездна светлина блокира. За да определим състава на планетата, трябва да знаем нейната маса, така че плътността й да може да се изчисли. Скалистата планета ще бъде много по-гъста от газовия гигант. За съжаление, колкото по-малка е планетата, толкова по-трудно е да се измери нейната маса, особено за замъглените и далечни звезди, изследвани от Кеплер.
Астрономите са измерили количеството елементи, по-тежки от водорода и хелия, които астрономите наричат метали, в звезди с кандидати за екзопланета. Тъй като една звезда и нейните планети се формират от един и същи диск на материал, металичността на звезда отразява състава на протопланетарния диск. Като вземат предвид всички тези фактори, астрономите излязоха с идеята за три „основни типа“ планети.
Два свята около ордена на звездата Kepler-56 са предназначени за звездна гибел. Астрономите, изучаващи Kepler 56b и Kepler 56c, откриха, че след около 130 до 156 милиона години тези планети ще бъдат погълнати от своята звезда. Защо това ще се случи? Kepler-56 се превръща в a червена гигантска звезда. С напредване на възрастта той е издул до около четири пъти по-голям размер от Слънцето. Това разрастване на старостта ще продължи и в крайна сметка звездата ще погълне двете планети. Третата планета, обикаляща около тази звезда, ще оцелее. Останалите двама ще се нагрят, разтегнати от гравитационното дърпане на звездата и атмосферата им ще заври. Ако смятате, че това ви звучи чуждо, помнете: вътрешните ни светове слънчева система ще се сблъска със същата съдба след няколко милиарда години. Системата Kepler-56 ни показва съдбата на нашата собствена планета в далечното бъдеще!
В далечната вселена астрономите гледат като четирима струпвания на галактики се сблъскват помежду си. Освен смесване на звезди, действието освобождава и огромни количества рентгенови и радио емисии. Земната орбита Космически телескоп Хъбъл (HST) и Обсерватория Чандра, заедно с Много голям масив (VLA) в Ню Мексико са проучили тази сцена на космически сблъсък, за да помогнат на астрономите да разберат механиката на това, което се случва, когато галактическите клъстери се сринат един в друг.
Най- HST изображението формира фона на това съставено изображение. Рентгеновата емисия, открита от Chandra е в синьо, а радиоизлъчването, гледано от VLA, е в червено. Рентгеновите лъчи проследяват наличието на горещ, слаборазряден газ, който прониква в района, съдържащ галактическите клъстери. Голямата, странно оформена червена черта в центъра вероятно е регион, в който удари, причинени от сблъсъците са ускоряващи се частици, които след това взаимодействат с магнитни полета и излъчват радиото вълни. Правият, продълговат радиоизлъчващ обект е галактика на преден план, чиято централна черна дупка ускорява струи от частици в две посоки. Червеният обект вляво отляво е радио галактика, която вероятно попада в клъстера.
Там има галактика, недалеч от Млечния път (30 милиона светлинни години, точно в съседство в космическо разстояние), наречен M51. Може би сте го чували да се казва Вихърът. Това е спирала, подобна на нашата собствена галактика. Тя се различава от Млечния път по това, че се сблъсква с по-малък спътник. Действието на сливането предизвиква вълни от образуване на звезди.
В опит да разберат повече за звездообразуващите региони, черните му дупки и други очарователни места, астрономите използват Рентгенова обсерватория Чандра за събиране на рентгенови емисии, идващи от M51. Това изображение показва какво са видели. Това е състав от изображение на видима светлина, покрито с рентгенови данни (в лилаво). Повечето от рентгеновите източници, които Chandra трион са рентгенови двоични файлове (XRBs). Това са двойки предмети, при които компактна звезда, като неутронна звезда или по-рядко черна дупка, улавя материал от орбитална спътникова звезда. Материалът се ускорява от интензивното гравитационно поле на компактната звезда и се нагрява до милиони градуси. Това създава ярък рентгенов източник. Най- Chandra наблюденията показват, че поне десет от XRB в M51 са достатъчно ярки, за да съдържат черни дупки. В осем от тези системи черните дупки вероятно улавят материал от придружителни звезди, които са много по-масивни от Слънцето.
Най-масовите от новообразуваните звезди, създадени в отговор на предстоящите сблъсъци, ще живеят бързо (само няколко милиона години), ще умрат млади и ще се сринат, образувайки неутронни звезди или черни дупки. Повечето от XRB, съдържащи черни дупки в M51, са разположени близо до райони, където се образуват звезди, което показва връзката им със съдбовния галактически сблъсък.
Навсякъде, където астрономите гледат във Вселената, те намират галактики доколкото те могат да видят. Това е най-новият и най-колоритен поглед към далечната вселена, направен от Космически телескоп Хъбъл.
Най-важният резултат от този великолепен образ, който е състав от експозиции, взети през 2003 и 2012 г. с Разширената камера за проучвания и широката полева камера 3 е, че тя предоставя липсващата връзка в звезда формация.
По-рано астрономите проучиха ултра дълбокото поле на Hubble (HUDF), което обхваща малка част от пространството, видимо от съзвездието на южното полукълбо Fornax, във видима и близка до инфрачервена светлина. Изследването на ултравиолетовата светлина, комбинирано с всички други налични дължини на вълната, предоставя изображение на онази част от небето, която съдържа около 10 000 галактики. Най-старите галактики на изображението изглеждат така, както биха станали само няколкостотин милиона години след Големия взрив (събитието, което започна разширяването на пространството и времето във нашата Вселена).
Ултравиолетовата светлина е важна за поглед назад назад, тъй като идва от най-горещите, най-големите и най-младите звезди. Наблюдавайки тези дължини на вълните, изследователите получават директен поглед кои галактики образуват звезди и къде звездите се образуват в рамките на тези галактики. Освен това им дава възможност да разберат как са се разраствали галактиките с течение на времето, от малки колекции от горещи млади звезди.