המדע של אסטרונומיה דואג לעצמו עם חפצים ואירועים ביקום. זה נע בין כוכבים ו כוכבי לכת ל גלקסיות, חומר אפל, ו אנרגיה שחורה. ההיסטוריה של האסטרונומיה מלאה בסיפורי גילוי וחקירה, החל בבני האדם הקדומים ביותר שהביטו לשמיים ונמשכו לאורך מאות שנים עד ימינו. האסטרונומים של ימינו משתמשים במכונות ותוכנות מורכבות ומתוחכמות בכדי ללמוד על כל דבר מה היווצרות כוכבי לכת וכוכבים להתנגשות הגלקסיות ולהיווצרות הכוכבים הראשונים כוכבי לכת. בואו נסתכל רק על כמה מהאובייקטים והאירועים הרבים שהם לומדים.
ללא ספק, כמה מתגליות האסטרונומיה המרגשות ביותר הן כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים. אלה נקראים exoplanetsנראה שהם נוצרים בשלושה "טעמים": יבשתיים (סלעיים), ענקי גז ו"גמדי גז ". איך אסטרונומים יודעים זאת? משימת קפלר למצוא כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים חשפה אלפי מועמדים על פני כדור הארץ רק בחלק הסמוך של הגלקסיה שלנו. לאחר שנמצא, משקיפים ממשיכים ללמוד את המועמדים הללו באמצעות טלסקופים אחרים מבוססי חלל או קרקע וכלים מיוחדים הנקראים ספקטרוסקופים.
קפלר מוצא exoplanets על ידי חיפוש כוכב שמתעמעם כאשר כוכב לכת עובר מולה מנקודת מבטנו. זה אומר לנו את גודל כוכב הלכת על סמך כמה אור כוכבים הוא חוסם. כדי לקבוע את הרכב כוכב הלכת עלינו לדעת את המסה שלו, כך שניתן לחשב את צפיפותו. כוכב לכת סלעי יהיה צפוף בהרבה מענק גז. למרבה הצער, ככל שכוכב לכת קטן יותר, קשה יותר למדוד את המסה שלו, במיוחד עבור הכוכבים העמומים והרחוקים שנבדק על ידי קפלר.
אסטרונומים מדדו את כמות היסודות הכבדים יותר ממימן והליום, אותם מכנים אסטרונומים קולקטיבית מתכות, בכוכבים עם מועמדים אקסופליט. מכיוון שכוכב וכוכבי הלכת שלו נוצרים מאותו דיסק של חומר, המתכות של כוכב משקפת את הרכב הדיסק הפרוט-פלנטרי. אם לוקחים בחשבון את כל הגורמים הללו, אסטרונומים הגישו את הרעיון של שלושה "סוגים בסיסיים" של כוכבי לכת.
שני עולמות המקיפים את הכוכב קפלר 56 נועדו לאבדון כוכבים. אסטרונומים החוקרים את קפלר 56b וקפלר 56 גילו כי בעוד כ -130 עד 156 מיליון שנה, כוכבי הלכת הללו ייבלעו בכוכב שלהם. מדוע זה יקרה? קפלר 56 הופך להיות כוכב ענק אדום. ככל שהיא מתבגרת, היא התפחה עד פי ארבעה מגודל השמש. הרחבת הזיקנה הזו תימשך, ובסופו של דבר הכוכב יעטוף את שני כוכבי הלכת. הכוכב השלישי המקיף כוכב זה ישרוד. השניים האחרים יתחממו, נמתחים על ידי משיכת הכבידה של הכוכב, והאטמוספרה שלהם תרתח. אם אתה חושב שזה נשמע זר, זכור: העולמות הפנימיים משלנו מערכת השמש יעמוד בפני אותו גורל בעוד כמה מיליארד שנים. מערכת Kepler-56 מראה לנו את גורלו של כוכב הלכת שלנו בעתיד הרחוק!
ביקום הרחוק הרחוק צופים האסטרונומים כארבעה אשכולות גלקסיות מתנגשים זה בזה. בנוסף להתערבבות של כוכבים, הפעולה משחררת גם כמויות אדירות של פליטות רנטגן ורדיו. כדור הארץ מקיף טלסקופ החלל האבל (HST) ו- מצפה כוכבים של צ'נדרה, ביחד איתי מערך גדול מאוד (VLA) בניו מקסיקו חקרו את סצנת ההתנגשות הקוסמית הזו כדי לעזור לאסטרונומים להבין את המכניקה של מה שקורה כשצבירי גלקסיות מתרסקים זה בזה.
ה HST תמונה מהווה את הרקע של תמונה מורכבת זו. פליטת הרנטגן שהתגלה על ידי צ'נדרה נמצא בכחול ופליטת הרדיו שנראתה על ידי ה- VLA בצבע אדום. צילומי הרנטגן מתחקים אחר קיומו של גז חם ועקום החודר את האזור המכיל אשכולות הגלקסיה. המאפיין האדום הגדול בצורת המוזר במרכז הוא ככל הנראה אזור בו זעזועים הנגרמים על ידי התנגשויות הן חלקיקים מאיצים אשר לאחר מכן מתקשרים עם שדות מגנטיים ופולטים את הרדיו גלים. האובייקט הפולט רדיו המוארך הוא גלקסיה מקדימה שהחור השחור המרכזי שלה הוא מאיץ סילוני חלקיקים לשני כיוונים. האובייקט האדום בפינה השמאלית התחתונה הוא גלקסיית רדיו שככל הנראה נופלת לאשכול.
יש גלקסיה בחוץ, לא רחוק מכביש החלב (30 מיליון שנות אור, ממש בסמוך במרחק קוסמי) שנקרא M51. יכול להיות ששמעת את זה נקרא המערבולת. זו ספירלה, דומה לגלקסיה שלנו. זה שונה משביל החלב בכך שהוא מתנגש עם בן לוויה קטן יותר. פעולת המיזוג מעוררת גלי היווצרות כוכבים.
במאמץ להבין יותר על אזוריה יוצרי הכוכבים, החורים השחורים שלה ומקומות מרתקים אחרים השתמשו האסטרונומים באזור מצפה רנטגן של צ'נדרה לאסוף פליטות רנטגן שמגיעות מ- M51. תמונה זו מראה את מה שהם ראו. זהו קומפוזיציה של תמונה באור גלוי ועליה נתוני רנטגן (בסגול). רוב מקורות הרנטגן ש צ'נדרה המסור הם בינארי רנטגן (XRBs). אלה זוגות של חפצים שבהם כוכב קומפקטי, כמו כוכב נויטרונים או, לעיתים רחוקות יותר, חור שחור, לוכד חומר מכוכב לוויה מקיף. החומר מואץ על ידי שדה הכבידה העז של הכוכב הקומפקטי ומחומם למיליוני מעלות. זה יוצר מקור רנטגן בהיר. ה צ'נדרה תצפיות מגלות שלפחות עשרה מ- XRBs ב- M51 הם בהירים מספיק בכדי להכיל חורים שחורים. בשמונה מערכות אלה החורים השחורים ככל הנראה לוכדים חומר מכוכבי לוויה שהם מסיביים בהרבה מהשמש.
המסיבית ביותר מהכוכבים החדשים שנוצרו בתגובה להתנגשות הקרובה תחיה מהר (רק כמה מיליוני שנים), תמות צעירה ותתמוטט ויצרה כוכבי נויטרונים או חורים שחורים. מרבית ה- XRBs המכילים חורים שחורים ב- M51 ממוקמים קרוב לאזורים בהם נוצרים כוכבים, ומראים את הקשר שלהם להתנגשות הגלקטית הגורלית.
בכל מקום בו אסטרונומים מסתכלים ביקום הם מוצאים גלקסיות ככל שהם יכולים לראות. זהו המבט האחרון והצבעוני ביותר על היקום הרחוק, שנעשה על ידי טלסקופ החלל האבל.
התוצאה החשובה ביותר של הדימוי המהמם הזה, שהוא מורכב מחשיפות שצולמו בשנת 2003 ו -2012 עם המצלמה המתקדמת לסקרים ומצלמת השדה הרחב 3 היא שהיא מספקת את החוליה החסרה בכוכב היווצרות.
אסטרונומים חקרו בעבר את שדה האבל האולטרה עמוק של האבל (HUDF), המכסה קטע קטן של חלל הנראה מהכוכב Fornax של חצי הכדור הדרומי, באור גלוי וכמעט אינפרא אדום. מחקר האור האולטרה סגול, בשילוב עם כל שאר אורכי הגל הקיימים, מספק תמונה של אותו חלק בשמיים המכיל כ- 10,000 גלקסיות. הגלקסיות העתיקות ביותר בתמונה נראות כמו כמה מאות מיליוני שנים לאחר המפץ הגדול (האירוע שהחל את התרחבות המרחב והזמן ביקום שלנו).
אור אולטרה סגול חשוב להביט לאחור עד כה מכיוון שהוא מגיע מהכוכבים החמים, הגדולים והצעירים ביותר. על ידי התבוננות באורכי גל אלה, החוקרים מקבלים מבט ישיר לאילו גלקסיות יוצרים כוכבים ואיפה הכוכבים נוצרים בתוך גלקסיות אלה. זה גם מאפשר להם להבין כיצד גלקסיות צמחו עם הזמן, מאוספים קטנים של כוכבים צעירים לוהטים.