กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล: นักดาราศาสตร์แบ่งปันภาพถ่ายที่ดีที่สุด 17 ดวง

ในคุณสมบัติพิเศษนี้เราได้เชิญนักดาราศาสตร์ชั้นนำให้ทำภาพกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลซึ่งมีความเกี่ยวข้องทางวิทยาศาสตร์มากที่สุด รูปภาพที่พวกเขาเลือกไม่ได้เป็นภาพที่มีสีสันสดใสซึ่งบรรจุแกลเลอรี่ "ดีที่สุด" ไว้นับไม่ถ้วนในอินเทอร์เน็ต แต่ผลกระทบของพวกมันนั้นมาจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ที่พวกเขาเปิดเผย

Tanya Hill, Victoria Museum

วัตถุทางดาราศาสตร์ที่ฉันโปรดปรานตลอดกาลคือ Orion Nebula - เมฆก๊าซที่สวยงามและอยู่ใกล้เคียงซึ่งกำลังก่อตัวดาวฤกษ์ ฉันเป็นนักเรียนมัธยมปลายเมื่อฉันเห็นเนบิวลาผ่านกล้องโทรทรรศน์ตัวเล็ก ๆ ครั้งแรกและมันทำให้ฉันรู้สึกถึงความสำเร็จในการชี้กล้องด้วยตนเองในทิศทางที่ถูกต้องและหลังจากการล่าสัตว์ไปมาพอสมควร ท้องฟ้า (ไม่มีปุ่ม "ไปสู่" โดยอัตโนมัติบนกล้องโทรทรรศน์นั้น)

แน่นอนสิ่งที่ฉันเห็นเมื่อคืนที่ผ่านมาเป็นเมฆก๊าซที่ละเอียดอ่อนและน่าอัศจรรย์ในสีดำและสีขาว หนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ที่ฮับเบิลทำคือเปิดเผยสีของจักรวาล และภาพของเนบิวลานายพรานนี้เป็นโอกาสที่ดีที่สุดของเราที่จะจินตนาการว่ามันจะเป็นอย่างไรถ้าเราสามารถไปที่นั่นและเห็นมันอย่างใกล้ชิด

รูปภาพของฮับเบิลจำนวนมากกลายเป็นสัญลักษณ์และสำหรับฉันความสุขคือการเห็นภาพที่สวยงามนำวิทยาศาสตร์และศิลปะเข้าด้วยกันในแบบที่ดึงดูดผู้คน ทางเข้าสู่สำนักงานของฉันมีสำเนาขนาดมหึมาของภาพนี้ติดผนังขนาด 4 ม. และสูง 2.5 ม. ฉันบอกคุณได้ว่ามันเป็นวิธีที่ดีในการเริ่มต้นแต่ละวันทำงาน

Michael Brown, Monash University

ผลกระทบของชิ้นส่วนของ Comet Shoemaker Levy 9 กับดาวพฤหัสบดีในเดือนกรกฎาคมปี 1994 เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้มีการเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการชนของดาวเคราะห์ กล้องโทรทรรศน์ของโลกหลายแห่งรวมถึงฮับเบิลที่ได้รับการซ่อมแซมเมื่อเร็ว ๆ นี้หันมามองไปที่ดาวเคราะห์ยักษ์

ความผิดพลาดของดาวหางเป็นประสบการณ์ครั้งแรกของฉันในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ จากโดมที่เย็นยะเยือกบนยอดเขา Stromlo เราหวังว่าจะเห็นดวงจันทร์ของดาวพฤหัสสะท้อนแสงจากชิ้นส่วนของดาวหางพุ่งเข้าชนดาวพฤหัส น่าเสียดายที่เราไม่เห็นแสงจากดวงจันทร์ของดาวพฤหัส

อย่างไรก็ตามฮับเบิลมีมุมมองที่น่าทึ่งและคาดไม่ถึง ผลกระทบที่อยู่ไกลออกไปของดาวพฤหัสบดีทำให้เกิดพลัมที่พุ่งขึ้นเหนือเมฆของดาวพฤหัสที่พวกมันมองขึ้นมาจากโลกในเวลาสั้น ๆ

เมื่อดาวพฤหัสบดีหมุนบนแกนของมันรอยแผลเป็นสีดำขนาดมหึมาก็เข้ามาดู แผลเป็นแต่ละอันเป็นผลมาจากการชนของดาวหางและรอยแผลเป็นบางส่วนมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์ของเรา สำหรับนักดาราศาสตร์ทั่วโลกมันเป็นภาพที่เกิดจากกราม

William Kurth, มหาวิทยาลัยไอโอวา

ภาพคู่นี้แสดงการแสดงแสงออโรร่าแบบอัลตราไวโอเลตที่น่าตื่นเต้นซึ่งเกิดขึ้นใกล้กับขั้วโลกเหนือของดาวเสาร์ในปี 2013 ภาพทั้งสองถ่ายกันห่างกันเพียง 18 ชั่วโมง แต่แสดงการเปลี่ยนแปลงของความสว่างและรูปร่างของแสงออโรร่า เราใช้ภาพเหล่านี้เพื่อทำความเข้าใจว่าผลกระทบที่ลมสุริยะมีต่อออโรร่ามากน้อยแค่ไหน

เราใช้ภาพถ่ายฮับเบิลอย่างที่นักดาราศาสตร์ของฉันได้มาเพื่อติดตามแสงออโรร่าขณะที่ใช้ยานอวกาศแคสสินีในวงโคจรรอบดาวเสาร์เพื่อสังเกตการปล่อยคลื่นวิทยุที่เกี่ยวข้องกับแสง เราสามารถระบุได้ว่าความสว่างของแสงออโรร่ามีความสัมพันธ์กับความเข้มของคลื่นวิทยุที่สูงขึ้น

ดังนั้นฉันสามารถใช้การสังเกตการณ์ทางวิทยุอย่างต่อเนื่องของ Cassini เพื่อบอกฉันว่าออโรร่าใช้งานได้หรือไม่แม้ว่าเราจะไม่มีภาพให้ดูก็ตาม นี่เป็นความพยายามครั้งใหญ่ซึ่งรวมถึงนักวิจัยหลายคนของแคสสินีและนักดาราศาสตร์บนโลก

John Clarke, มหาวิทยาลัยบอสตัน

ภาพรังสีอัลตราไวโอเลตไกลของออโรร่าทางตอนเหนือของดาวพฤหัสบดีแสดงให้เห็นถึงการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในความสามารถของเครื่องมือวิทยาศาสตร์ของฮับเบิล ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศถ่ายภาพสเปคโตรกราฟ (STIS) แสดงให้เห็นว่าเป็นครั้งแรกที่มีการปล่อยแสงในรัศมีที่เราเพิ่งเริ่มเข้าใจ

กล้อง Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) ก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการปล่อยแสงดาวฤกษ์ของดาวพฤหัสบดีหมุนไปทั่วโลกแทนที่จะจับจ้องไปที่ทิศทางของดวงอาทิตย์ดังนั้นดาวพฤหัสบดีจึงไม่ทำงานเหมือนโลก

เรารู้ว่ามีออโรร่าจากกระแส mega-ampere ที่ไหลจาก Io ตามสนามแม่เหล็กลงไปจนถึงดาวพฤหัส แต่เราไม่แน่ใจว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นกับดาวเทียมอื่น ๆ ในขณะที่มีภาพอุลตราไวโอเลตจำนวนมากที่ดาวพฤหัสบดีถ่ายด้วย STIS ฉันชอบรูปนี้เพราะมันแสดงให้เห็นถึงการปล่อยแสงจากดาวในรอยเท้าแม่เหล็กของดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี Io, Europa และ Ganymede และการปล่อยของ Io แสดงให้เห็นอย่างชัดเจน สำหรับฉันมันมีลักษณะสามมิติ

Fred Watson หอดูดาวออสเตรเลีย

ลองดูภาพเหล่านี้ของดาวเคราะห์แคระที่ดาวพลูโตซึ่งแสดงรายละเอียดเกี่ยวกับขีด จำกัด ของขีดความสามารถของฮับเบิล ไม่กี่วันต่อจากนี้พวกเขาจะเป็นหมวกเก่าและไม่มีใครจะมามองพวกเขาอีกเลย

ทำไม? เนื่องจากในช่วงต้นเดือนพฤษภาคมยานอวกาศนิวฮอริซอนส์จะอยู่ใกล้พอพลูโตเพื่อให้กล้องแสดงรายละเอียดที่ดีกว่าเนื่องจากยานใกล้จุดนัดพบ 14 กรกฎาคม

แต่ภาพลำดับนี้ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่ดีที่สุดแก่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์สีที่แตกต่างเผยให้เห็นความแตกต่างเล็กน้อยในเคมีพื้นผิวของดาวพลูโต ยกตัวอย่างเช่นภูมิภาคสีเหลืองที่โดดเด่นในภาพกลางมีส่วนเกินของคาร์บอนมอนอกไซด์แช่แข็ง ทำไมไม่ควรรู้

ภาพของฮับเบิลนั้นมีความพิเศษมากกว่าเนื่องจากพลูโตนั้นมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 2/3 ดวงจันทร์ของเรา แต่เกือบ 13,000 เท่าไกลออกไป

Chris Tinney, มหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์

ฉันเคยลากภรรยาของฉันเข้ามาในสำนักงานของฉันเพื่อแสดงผลการสังเกตการถ่ายภาพที่เกิดขึ้นที่กล้องโทรทรรศน์แองโกล - ออสเตรเลียด้วยความภาคภูมิใจด้วยภาพใหม่ (แล้ว) ภาพที่ทันสมัย ​​8,192 x 8,192 พิกเซล ภาพมีขนาดใหญ่มากพวกเขาจะต้องพิมพ์ออกมาบนกระดาษ A4 หลายหน้าแล้วติดกันเพื่อสร้างแผนที่ขาวดำขนาดใหญ่ของกระจุกกาแลคซีที่ปกคลุมทั่วทั้งผนัง

ฉันถูกบดขยี้เมื่อเธอมองและพูดว่า: "ดูเหมือนรา"

ซึ่งเพิ่งไปแสดงให้เห็นว่าวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุดนั้นไม่ได้สวยที่สุดเสมอไป

การเลือกภาพที่ดีที่สุดของฉันจาก HST เป็นอีกภาพขาวดำจากปี 2012 ที่ "ดูเหมือนว่ารา" แต่ถูกฝังอยู่ในใจกลางของภาพนั้นเป็นจุดจาง ๆ ที่ไม่มีใครเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตามมันแสดงถึงการตรวจจับที่ได้รับการยืนยันจากตัวอย่างที่เย็นที่สุดของดาวแคระน้ำตาลที่ค้นพบแล้ว วัตถุที่ซุ่มอยู่น้อยกว่า 10 พาร์เซก (32.6 ปีแสง) อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ด้วยอุณหภูมิประมาณ 350 เคลวิน (77 องศาเซลเซียส) - เย็นกว่าชาหนึ่งถ้วย!

จนถึงทุกวันนี้มันยังคงเป็นหนึ่งในวัตถุขนาดกะทัดรัดที่สุดที่เราตรวจพบนอกระบบสุริยะของเรา

Lucas Macri, มหาวิทยาลัย Texas A&M

ในปี 2004 ฉันเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ใช้กล้องขั้นสูงที่เพิ่งติดตั้งเพื่อการสำรวจ (ACS) บนฮับเบิลเพื่อสังเกตบริเวณเล็ก ๆ ของดิสก์ของกาแลคซีกังหันใกล้เคียง (Messier 106) ใน 12 โอกาสภายใน 45 วัน การสำรวจเหล่านี้ทำให้เราค้นพบตัวแปรเซเฟอิดมากกว่า 200 ตัวแปรซึ่งมีประโยชน์มากในการวัดระยะทางสู่กาแลคซีและกำหนดอัตราการขยายตัวของเอกภพในท้ายที่สุด (ตั้งชื่อค่าคงที่ฮับเบิลอย่างเหมาะสม)

วิธีนี้ต้องมีการสอบเทียบความส่องสว่างของเซเฟอิดที่เหมาะสมซึ่งสามารถทำได้ในเมสเซียร์ 106 ด้วยการประมาณการระยะทางที่แม่นยำและแม่นยำมากสำหรับกาแลคซีนี้ (24.8 ล้านปีแสง) ให้หรือรับ 3%) เมฆที่โคจรรอบหลุมดำขนาดใหญ่ที่ศูนย์กลาง (ไม่รวมอยู่ในภาพ)

ไม่กี่ปีต่อมาฉันมีส่วนร่วมในโครงการอื่นที่ใช้การสังเกตเหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกในบันไดระยะไกลจักรวาลที่แข็งแกร่งและกำหนดค่าของค่าคงที่ฮับเบิลด้วยความไม่แน่นอนรวม 3%

Howard Bond, มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย

หนึ่งในภาพที่ทำให้ฉันตื่นเต้นมากที่สุด - แม้ว่ามันจะไม่เคยโด่งดังก็ตาม - เป็นภาพแรกของเราที่สะท้อนแสงรอบ ๆ ดาวระเบิดที่แปลกประหลาด V838 Monocerotis การปะทุของมันถูกค้นพบในเดือนมกราคม 2545 และแสงสะท้อนของมันถูกค้นพบประมาณหนึ่งเดือนต่อมาทั้งจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดเล็ก

แม้ว่าแสงจากการระเบิดจะพุ่งตรงมายังโลก แต่มันก็ออกไปด้านข้างสะท้อนฝุ่นที่อยู่ใกล้เคียงและมาถึงโลกในภายหลังเพื่อสร้าง“ เสียงสะท้อน”

นักบินอวกาศได้ให้บริการฮับเบิลในเดือนมีนาคม 2545 โดยติดตั้งกล้องขั้นสูงใหม่สำหรับการสำรวจ (ACS) ในเดือนเมษายนเราเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกที่ใช้ ACS สำหรับการสังเกตทางวิทยาศาสตร์

ฉันชอบที่จะคิดเสมอว่าองค์การนาซ่ารู้ดีว่าแสงจาก V838 กำลังมาถึงเราจากระยะทาง 20,000 ปีแสงและติดตั้ง ACS ทันเวลา! ภาพแม้แต่สีเดียวก็น่าทึ่ง เราได้รับการสังเกตเสียงสะท้อนจากฮับเบิลอีกหลายครั้งในช่วงทศวรรษต่อมาและพวกเขาก็มีชื่อเสียงมากที่สุดและมีชื่อเสียงมาก แต่ฉันยังจำได้ว่ารู้สึกกลัวเมื่อฉันเห็นสิ่งนี้เป็นครั้งแรก

Philip Kaaret มหาวิทยาลัยไอโอวา

กาแลคซีก่อตัวดาวฤกษ์ ดาวเหล่านี้บางส่วนจบชีวิต“ ปกติ” ของพวกเขาโดยการยุบตัวลงในหลุมดำ แต่จากนั้นก็เริ่มต้นชีวิตใหม่ในฐานะที่เป็นผู้ปล่อยรังสีเอกซ์ที่ทรงพลังซึ่งขับเคลื่อนโดยก๊าซที่ดูดดาวข้างเคียงไว้

ฉันได้ภาพฮับเบิล (สีแดง) ของกาแลคซีเมดูซ่าเพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างไบนารีเอกซ์เรย์หลุมดำกับการก่อตัวดาว รูปลักษณ์ที่โดดเด่นของเมดูซ่าเกิดขึ้นเนื่องจากการชนกันระหว่างกาแลคซีทั้งสอง -“ ผม” เป็นเศษซากของกาแลคซีแห่งหนึ่งที่ถูกฉีกขาดโดยแรงโน้มถ่วงของอีกกาแลคซี สีน้ำเงินในภาพแสดงรังสีเอกซ์ซึ่งถ่ายด้วยหอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์ จุดสีน้ำเงินเป็นไบนารีหลุมดำ

งานก่อนหน้านี้เสนอว่าจำนวนของไบนารีเอกซ์เรย์เป็นเพียงสัดส่วนกับอัตราที่กาแลคซีโฮสต์ก่อตัวดาวฤกษ์ ภาพเหล่านี้ของเมดูซ่าทำให้เราสามารถแสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์แบบเดียวกันยังคงอยู่แม้จะอยู่ท่ามกลางการปะทะกาแลคซี

Mike Eracleous, มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย

ภาพกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลบางรูปที่ดึงดูดให้ฉันแสดงการโต้ตอบและการรวมกาแล็กซี่เช่น Antennae (NGC 4038 และ NGC 4039), หนู (NGC 4676), กาแล็กซี Cartwheel (ESO 350-40) และ อื่น ๆ อีกมากมายที่ไม่มีชื่อเล่น

นี่เป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของเหตุการณ์ความรุนแรงที่เกิดขึ้นทั่วไปในวิวัฒนาการของกาแลคซี ภาพแสดงรายละเอียดที่ประณีตเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการปฏิสัมพันธ์เหล่านี้: การบิดเบือนของกาแลคซี, การส่งผ่านของก๊าซไปยังศูนย์กลางของพวกเขาและการก่อตัวของดาว

ฉันพบว่ารูปภาพเหล่านี้มีประโยชน์มากเมื่อฉันอธิบายให้สาธารณชนทราบถึงบริบทของการวิจัยของฉันเองการเพิ่มของก๊าซโดยหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีเหล่านั้น ประณีตและมีประโยชน์เป็นพิเศษคือวิดีโอที่รวบรวมโดย Frank Summers ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงสิ่งที่เราเรียนรู้โดยการเปรียบเทียบภาพดังกล่าวกับแบบจำลองการชนของกาแลคซี

Michael Drinkwater มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์

การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดของเราบอกให้เรารู้ว่ากาแลคซีเติบโตโดยการชนกันและรวมเข้าด้วยกัน ทฤษฎีของเราก็บอกเราเช่นกันว่าเมื่อกาแลคซีกังหันสองวงชนกันพวกมันควรจะก่อตัวเป็นกาแลคซีทรงวงรีขนาดใหญ่ แต่จริงๆแล้วการเห็นว่ามันเกิดขึ้นเป็นอีกเรื่องหนึ่งโดยสิ้นเชิง!

ภาพฮับเบิลที่สวยงามนี้ได้บันทึกการปะทะของกาแลคซี สิ่งนี้ไม่เพียงแค่บอกเราว่าการคาดการณ์ของเรานั้นดี แต่มันช่วยให้เราสามารถเริ่มต้นรายละเอียดได้เพราะตอนนี้เราสามารถเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง

มีการก่อตัวของการก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่ที่เกิดจากการปะทะกันของเมฆก๊าซและการบิดเบี้ยวขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นเมื่อแขนกังหันแตก เรามีทางยาวไปก่อนที่เราจะเข้าใจอย่างสมบูรณ์ว่ากาแลคซีขนาดใหญ่ก่อตัวอย่างไร แต่ภาพเช่นนี้กำลังชี้ทาง

Roberto Soria, ICRAR-Curtin University

นี่คือมุมมองที่มีความละเอียดสูงสุดของเจ็ทซึ่งถูกขับเคลื่อนโดยหลุมดำมวลมหาศาลในนิวเคลียสของกาแลคซี M87 (กาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในกลุ่มดาวหญิงสาวจากกันย์ 55 ล้านปีแสง)

เจ็ตยิงออกจากพื้นที่พลาสมาร้อนโดยรอบหลุมดำ (บนซ้าย) และเราสามารถเห็นมันพุ่งลงไปทั่วกาแลคซีในระยะทาง 6,000 ปีแสง แสงสีขาว / สีม่วงของเจ็ทในภาพที่น่าทึ่งนี้สร้างขึ้นโดยกระแสของอิเล็กตรอนที่หมุนรอบสนามแม่เหล็กที่ความเร็วประมาณ 98% ของความเร็วแสง

การทำความเข้าใจกับงบประมาณด้านพลังงานของหลุมดำเป็นปัญหาที่ท้าทายและน่าสนใจในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เมื่อก๊าซตกลงไปในหลุมดำพลังงานจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาในรูปของแสงที่มองเห็นรังสีเอกซ์และไอพ่นของอิเล็กตรอนและโพสิตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบแสง ด้วยฮับเบิลเราสามารถวัดขนาดของหลุมดำ (ใหญ่กว่าหลุมดำกลางของกาแลคซีของเราได้ถึงหนึ่งพันเท่า) พลังงานและความเร็วของเจ็ทของมันและโครงสร้างของสนามแม่เหล็กที่ทำให้มันหมุนรอบตัว

Jane Charlton, มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย

เมื่อข้อเสนอกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของฉันได้รับการยอมรับในปี 1998 มันเป็นหนึ่งในความตื่นเต้นที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในชีวิตของฉัน ลองจินตนาการดูว่าสำหรับฉันแล้วกล้องจะจับกลุ่มสเต็ปปิ้งของสเตฟานซึ่งเป็นกาแลคซีขนาดกะทัดรัดที่น่าทึ่ง!

ในอีกหลายพันล้านปีถัดไปกาแลคซี Quintet ของกาแล็กซี Quintan จะดำเนินต่อไปในการเต้นรำคู่บารมีของพวกเขานำโดยแรงดึงดูดของแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน ในที่สุดพวกเขาจะรวมเปลี่ยนรูปแบบของพวกเขาและกลายเป็นหนึ่งในที่สุด

เราสังเกตเห็นกาแลคซีกลุ่มอื่น ๆ อีกหลายกลุ่มด้วยฮับเบิล แต่ Quintet ของสเตฟานจะมีความพิเศษอยู่เสมอเพราะก๊าซของมันถูกปล่อยออกมาจากกาแลคซีและสว่างขึ้นในการก่อตัวของดาวฤกษ์ในอวกาศ ช่างเป็นเรื่องดีที่จะมีชีวิตอยู่ตลอดเวลาเมื่อเราสามารถสร้างฮับเบิลและผลักดันจิตใจของเราให้มองเห็นความหมายของสัญญาณเหล่านี้จากจักรวาลของเรา ขอบคุณฮีโร่ทุกคนที่สร้างและดูแลฮับเบิล

Geraint Lewis, มหาวิทยาลัยซิดนีย์

เมื่อฮับเบิลเปิดตัวในปี 2533 ฉันเริ่มปริญญาเอก การศึกษาเกี่ยวกับเลนส์ความโน้มถ่วงการกระทำของมวลดัดเส้นทางของแสงในขณะที่พวกเขาเดินทางข้ามจักรวาล

ภาพลักษณ์ของฮับเบิลของกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ชื่อว่า Abell 2218 นำเลนส์ความโน้มถ่วงนี้มาโฟกัสที่คมชัดเผยให้เห็นว่าสสารมืดจำนวนมากปรากฎอยู่ในกระจุกดาว - สสารที่จับกาแลคซีหลายร้อยหลายแห่งเข้าด้วยกัน ไกล

ในขณะที่คุณจ้องมองลึกเข้าไปในภาพรูปภาพที่ขยายสูงเหล่านี้จะปรากฏเป็นเส้นยาว ๆ บางมุมมองที่ผิดเพี้ยนไปจากกาแลคซีลูกน้อยที่ปกติแล้วไม่สามารถตรวจจับได้

มันช่วยให้คุณหยุดคิดว่าเลนส์ความโน้มถ่วงนั้นทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์ธรรมชาติใช้แรงโน้มถ่วงดึงจากสสารที่มองไม่เห็นเพื่อเปิดเผยรายละเอียดที่น่าอัศจรรย์ของเอกภพที่ปกติเรามองไม่เห็น!

Rachel Webster มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น

เลนส์แรงโน้มถ่วงเป็นปรากฏการณ์พิเศษของผลกระทบของมวลที่มีต่อรูปร่างของเวลาอวกาศในจักรวาลของเรา โดยพื้นฐานแล้วที่ซึ่งมีมวลพื้นที่นั้นโค้งและวัตถุที่มองในระยะทางนอกเหนือจากโครงสร้างมวลชนเหล่านี้จะมีภาพที่บิดเบี้ยว

มันค่อนข้างเหมือนภาพลวงตา อันที่จริงนี่เป็นคำที่ชาวฝรั่งเศสใช้สำหรับผลกระทบนี้ ในวันแรก ๆ ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลภาพปรากฎของเอฟเฟกต์เลนส์ของกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่กาแลคซีพื้นหลังขนาดเล็กนั้นถูกยืดและบิดเบี้ยว แต่โอบกอดคลัสเตอร์เกือบเหมือนมือสองข้าง

ฉันตกตะลึง นี่เป็นเครื่องบรรณาการให้ความละเอียดพิเศษของกล้องโทรทรรศน์ซึ่งทำงานอยู่เหนือชั้นบรรยากาศของโลก เมื่อมองจากพื้นดินแสงจากกาแลคซีแบบบางพิเศษเหล่านี้น่าจะถูกขจัดออกไปและไม่สามารถแยกแยะได้จากเสียงรบกวนพื้นหลัง

ชั้นฟิสิกส์ดาราศาสตร์ปีที่สามของฉันสำรวจ 100 อันดับภาพยอดเยี่ยมของฮับเบิลและพวกเขาประทับใจมากที่สุดด้วยสีพิเศษ แต่สีที่แท้จริงของเมฆก๊าซ อย่างไรก็ตามฉันไม่สามารถผ่านภาพที่แสดงเอฟเฟกต์ของมวลบนโครงสร้างของเอกภพของเรา

Kim-Vy Tran, Texas A&M

ด้วยสัมพัทธภาพทั่วไปไอน์สไตน์กล่าวอ้างว่าสสารเปลี่ยนแปลงเวลาว่างและสามารถโค้งงอได้ ผลที่น่าสนใจคือวัตถุที่มีขนาดใหญ่มากในเอกภพจะขยายแสงจากกาแลคซีไกลโพ้นในแก่นแท้กลายเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศ

ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตอนนี้เราได้ควบคุมความสามารถอันทรงพลังนี้เพื่อย้อนเวลาเพื่อค้นหากาแลคซีแห่งแรก

ภาพฮับเบิลนี้แสดงให้เห็นกลุ่มของกาแลคซีที่มีมวลมากพอที่จะโค้งงอแสงจากกาแลคซีที่อยู่ไกลมาก ๆ ไปสู่ส่วนโค้งที่สว่าง โครงการแรกของฉันในฐานะนักศึกษาบัณฑิตศึกษาคือการศึกษาวัตถุที่น่าทึ่งเหล่านี้และฉันยังคงใช้ฮับเบิลในวันนี้เพื่อสำรวจธรรมชาติของกาแลคซีในช่วงเวลาแห่งจักรวาล

Alan Duffy, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Swinburne

ในสายตามนุษย์ท้องฟ้ายามค่ำคืนในภาพนี้ว่างเปล่าอย่างสมบูรณ์ พื้นที่เล็ก ๆ ไม่หนากว่าข้าวที่มีความยาวแขน กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถูกชี้ไปที่ภูมิภาคนี้เป็นเวลา 12 วันเต็มเพื่อให้แสงกระทบกับเครื่องตรวจจับและช้าๆกาแลคซีปรากฏทีละคนจนกระทั่งภาพทั้งหมดนั้นเต็มไปด้วยกาแลคซี 10,000 แห่งที่ทอดยาวไปทั่วจักรวาล

ระยะทางที่ไกลที่สุดคือจุดสีแดงเล็ก ๆ ที่อยู่ห่างออกไปหลายสิบล้านล้านปีแสงย้อนหลังไปถึงเวลาเพียงไม่กี่ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง คุณค่าทางวิทยาศาสตร์ของภาพเดียวนี้มีขนาดใหญ่มาก มันปฏิวัติทฤษฎีของเราทั้งสองว่ากาแลคซียุคแรกก่อตัวอย่างไรและเจริญเติบโตเร็วเพียงใด ประวัติความเป็นมาของจักรวาลของเราเช่นเดียวกับความหลากหลายของรูปร่างและขนาดกาแลคซีที่มีอยู่ในภาพเดียว

สำหรับฉันสิ่งที่ทำให้ภาพนี้พิเศษอย่างแท้จริงคือมันทำให้มองเห็นมิติของเอกภพที่มองเห็นได้ กาแลคซีจำนวนมากในพื้นที่ขนาดเล็กนั้นมีความหมายว่ามีกาแลคซีจำนวน 100,000 ล้านกาแลคซีข้ามท้องฟ้ายามค่ำคืนทั้งหมด หนึ่งกาแลคซีทั้งหมดสำหรับดาวทุกดวงในทางช้างเผือกของเรา!

James Bullock, มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย, Irvine

นี่คือสิ่งที่ฮับเบิลเป็นเรื่องเกี่ยวกับ มุมมองที่น่าเกรงขามเพียงมุมมองเดียวสามารถเปิดโปงเรื่องราวเกี่ยวกับจักรวาลของเราได้มากไม่ว่าจะเป็นอดีตอันไกลโพ้นการชุมนุมที่กำลังดำเนินอยู่และแม้แต่กฎทางกายภาพพื้นฐานที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน

เรามองผ่านใจกลางกลุ่มกาแลคซี ลูกบอลสีขาวที่ส่องแสงเป็นกาแลคซีขนาดยักษ์ที่ครองศูนย์กลางกระจุก มองอย่างใกล้ชิดและคุณจะเห็นชิ้นส่วนของแสงสีขาวกระจายออกไป กระจุกดาวนี้ทำตัวเหมือนเครื่องปั่นความโน้มถ่วงปั่นกาแลคซีหลายแห่งให้กลายเป็นเมฆดวงเดียว

แต่กระจุกนั้นเป็นเพียงบทแรกในเรื่องราวเกี่ยวกับจักรวาลที่ถูกเปิดเผยที่นี่ เห็นวงสีน้ำเงินและเส้นโค้งจาง ๆ เหรอ? นี่คือภาพบิดเบี้ยวของกาแลคซีอื่นที่อยู่ไกล

แรงโน้มถ่วงอันยิ่งใหญ่ของกระจุกดาวทำให้เวลารอบตัวบิดเบี้ยว เมื่อแสงจากกาแลคซีไกลโพ้นผ่านมันถูกบังคับให้โค้งงอเป็นรูปทรงแปลก ๆ เช่นแว่นขยายที่บิดเบี้ยวจะบิดเบือนและทำให้มุมมองของเราจางลงจากเทียนจาง ๆ ด้วยความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ฮับเบิลกำลังใช้กระจุกเป็นกล้องโทรทรรศน์ความโน้มถ่วงทำให้เรามองเห็นไกลขึ้นและจางลงกว่าที่เคยเป็นมา เรามองย้อนกลับไปเพื่อดูกาแลคซีย้อนหลังไปนานกว่า 13 พันล้านปีก่อน!

ในฐานะนักทฤษฎีฉันต้องการเข้าใจวัฏจักรชีวิตของกาแลคซีอย่างเต็มรูปแบบ - พวกมันเกิดมาอย่างไร (เล็ก, สีน้ำเงิน, เต็มไปด้วยดาวดวงใหม่), พวกมันเติบโตอย่างไรและในที่สุดพวกมันตายอย่างไร (ใหญ่, แดง, จางหายไป ดาว) ฮับเบิลอนุญาตให้เราเชื่อมต่อด่านเหล่านี้ กาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดบางแห่งที่อ่อนแอที่สุดในภาพนี้ถูกกำหนดให้กลายเป็นกาแลคซีมอนสเตอร์เหมือนสีขาวที่เปล่งประกายในเบื้องหน้า เราเห็นอดีตอันห่างไกลและปัจจุบันอยู่ในภาพอันรุ่งโรจน์

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกในบทสนทนาโดย Tanya Hill กับผู้เขียน Alan Duffy, Chris Tinney, Fred Watson, Geraint Lewis, Howard E Bond, James Bullock, Jane Charlton, จอห์นคลาร์ก, Kim Vy Tran, Lucas Macri, Michael Drinkwater, Michael JI Brown, Mike Eracleous, Philip Kaaret, Rachel Webster, Roberto Soria และ William Kurth อ่านบทความต้นฉบับที่นี่