Dvadeseta godišnjica Hablovog kosmičkog spektrografa

Taj efikasni instrument objedinjuje kameru i spektrograf koji razlaže svetlo na sastavne delove - boje, odnosno različite talasne dužine - obezbeđujući „otisak prsta" svakog posmatranog objekta. Ti podaci nam govore o temperaturi objekta, njegovom hemijskom sastavu, gustini, pokretima.

Spektrografska posmatranja otkrivaju i promene na nebeskim objektima, kako se kosmos razvija. STIS (STIS - Space Telescope Imaging Spectrograph) bio je takođe pionir na polju slika velikog kontrasta - reč je o veštini hvatanja objekata slabog sjaja, kao što su planete, na primer, pored objekata koji su veoma sjajni, kao na primer zvezde oko kojih one kruže. Uređaj je osetljiv na širok opseg talasnih dužina svetla, od ultraljubičastog, preko vidljivog, do skoro infracrvenog spektra. STIS je na dnevni red postavio veliki broj različitih astronomskih tema. Sledi lista koja svakako nije potpuna.

Određivanje mase crnih rupa u centru galaksija

Astronomi koriste STIS kako bi sproveli istraživanje na više od 30 galaksija u kojima tragaju za masivnim crnim rupama u njihovom središtu. Instrument precizno meri brzinu gasova i zvezda oko crnih rupa, i na taj način se dobijaju podaci o njenoj masi. Nalaz predstavlja širu sliku evolucije galaksije i njenog odnosa prema rastu mase u centru crne rupe. Podaci koje nudi Habl podržavaju ideju da džinovske crne rupe ne prethode rođenju galaksije, već da se razvijaju uporedo sa galaksijom, zadržavajući potpuno istu proporciju mase centralnog središta zvezda i gasa u galaksiji. 

Praćenje razvoja međugalaktičkog medijuma

Astronomi su dugo tražili ogromne količine vodonika stvorenog u Velikom prasku, za koji se činilo da je nekako nestao. Računa se da taj gas čini bar polovinu „normalne" materije svemira - ostatak je ono što čini galaksije.

U istraživanju okolnog svemira, koristeći STIS, astronomi su konačno pronašli tu materiju koja nedostaje u prostoru između galaksija. Nazvan galaktički medijum, taj prostor se širi iz središta našeg Mlečnog puta do najdaljih oblasti kosmosa koji astronomi posmatraju.

Posmatranja obližnjeg međugalaktičkog medijuma pomoću STIS-a pokazala su da je vodonik koji nedostaje i dalje tamo u obliku veoma razređenih oblaka između galaksija. To otkriće baca novo svetlo na velike strukture kosmosa i obezbeđuje podatke o tome kako se galaksije stvaraju. Potvrđuje i osnovne modele o tome koliko je vodonika stvoreno u prvih nekoliko minuta po rođenju svemira posle Velikog praska.

Razumevanje sastava galaktičkog haloa

Halo, oreol veoma toplog gasa, okružuje Mlečni put, našu galaksiju. Zbog toga što je veoma 'energiziran', odnosno jonizovan, on je vidljiv samo u ultraljubičastom spektru pomoću instrumenata kao što je STIS. Svojom veoma visokom spektralnom rezolucijom, STIS istražuje spektralne karakteristike atoma u svakom od velikog broja slojeva gasa kako bi pomogao naučnicima da odrede i razumeju složenost strukture plašta.

Pored toga što je gas veoma topao i zarobljen u tom plaštu, deo gasa pada u Mlečni put iz međugalaktičkog medijuma - prostora koji se nalazi između galaksija. Ostatak gasa iz plašta dolazi iz formacija zvezda u disku Mlečnog puta. Supernove i vetrovi sa zvezda mogu da oduvaju taj materijal van Mlečnog puta, u galaktički plašt. Taj gas se hladi i postaje gušći, nešto od tog materijala se vrati i ta pojava se često opisuje kao „Galaktička fontana". STIS pomaže naučnicima da razumeju te složene procese.

Otkrivanje strukture međuzvezdanog medijuma

Međuzvezdani medijum je sve ono što se nalazi između zvezda. To je obično materijal veoma male gustine, koji je vrlo teško proučavati. Zbog svoje osetljivosti na ultraljubičasto svetlo i veoma velike spektralne rezolucije, STIS je osnovni instrument za razumevanje tog prostora.

Naučnici koriste zvezde ili druge sjajne izvore kao pozadinsko svetlo kako bi posmatrali taj materijal. Oni ga „vide" indirektno pošto on apsorbuje svetlo iz pozadine.

Međuzvezdani medijum nije u potpunosti uniforman. Na nekim mestima je gušći, na nekim ređi, a i različiti delovi se kreću različitim brzinama. STIS omogućava detaljnu analizu brzine međuzvezdanog medijuma. Koristeći STIS, naučnici mogu da odrede fizičke uslove i odvoje delove gasova različite gustine i različitih tipova duž linije posmatranja.

Određivanje karaktera atmosfere svetova koji okružuju druge zvezde

Koristeći STIS, astronomi su napravili prve direktne analize atmosfere planete koja kruži oko druge zvezde. To je otvorilo uzbudljivu novu fazu istraživanja ekstrasolarnih planeta, planeta u drugim sunčevim sistemima, gde astronomi mogu da porede atmosfere planeta koje kruže oko drugih zvezda i tragaju za hemijskim biomarkerima života u drugim sistemima.

Planeta o kojoj se govori kruži oko zvezde HD 209458 koja je slična Suncu. Sastav njene atmosfere je istražen dok je planeta prolazila ispred svoje zvezde, prvi put omogućivši astronomima da vide svetlo zvezde filtrirano kroz atmosferu planete. Naučnici su otkrili prisustvo natrijuma u njenoj atmosferi.

Predstavljanje diska od prašine koji okružuje Betu Piktoris

Beta Piktoris je bila prva zvezda kod koje je otkriven sjajni disk svetlucave prašine i otpada. Otada, zvezda stara dvadeset miliona godina bila je objekat intenzivne pažnje kako Habla tako i drugih teleskopa na Zemlji. Astronomi su 1997. i 2012. koristili STIS kako bi napravili detaljne slike velikog diska od gasa i čestica. Astronomi su otkrili da se disk za 15 godina malo promenio bez obzira na činjenicu da cela struktura kruži oko zvezde kao ringišpil. 

Pronalaženje dokaza o postojanju vode na Jupiterovim mesecima

Otkrivanje tekuće vode na drugim svetovima od presudne je važnosti za otkrivanje nastanjive planete van našeg Sunčevog sistema. Slike sa STIS-a su otkrile erupcije na Jupiterovom mesecu Evropa za koje se pretpostavlja da ih čini. Astronomi su uočili prstolike oblake dok je Evropa prolazila ispred Jupitera.

Evropa je mesto na kome možda može da se razvije život. Ako su oblaci koji izbijaju deo okeana koji se nalazi ispod površine, oni mogu da budu lift koji donosi vodu sa dubine na površinu Evrope, gde bi mogli da se uzmu uzorci, pomoću kojih može da se proceni da li je taj mesec nastanjiv, ili bi čak mogao da se pronađe i život.

Otkrivanje gigantskih zvezda u zvezdanim jatima

R136 je veoma veliki i mlad gust zvezdani klaster u nebuli Tarantula u okviru Velikog Magelanovog oblaka, susednoj galaksiji našem Mlečnom putu. Samo Habl može da razluči pojedinačne zvezde iz gustog oblaka koji je daleko samo nekoliko svetlosnih godina i star više od dva miliona godina.

Astronomi su koristili STIS kako bi otkrili ultravioletni spektar pojedinačnih zvezda u jezgru i 2016. godine pokazali da tamo ima devet zvezda čija je masa sto puta veća od mase našeg Sunca.

Otkrivene zvezde nisu samo ekstremno masivne, već su i ekstremno svetle. Zajedno, tih devet zvezda sija trideset miliona puta jače od našeg Sunca. To otkriće je navelo astronome da zavire u 20 godina STIS-ovih posmatranja u Arhivi kosmičkog teleskopa Mikulsi u potrazi za daljim primerima gigantskih zvezda u udaljenim zvezdanim jatima. Neki su skoro pronađeni u patuljastoj galaksiji NGC 5253. Potraga se nastavlja.

Otkrivanje tajne masivne zvezde Eta Karine

Promenljiv, eruptivni par masivnih zvezda pod nazivom Eta Karine dugo je zbunjivao astronome. Godine 2009, STIS je analizirao erupciju koja je opažena krajem devetnaestog veka, razlučujući informacije o hemijskom sastavu u uskom opsegu, bliskom binarnom.

Dobijeni spektar je pokazao gvožđe i nikl koji su otkriveni u 19. veku. Instrument je takođe otkrio unutrašnji materijal koji je doneo vetar stvoren pri sudaru Eta Kar A, primarne zvezde i Eta Kar B, toplije, manje zvezde. Eta Kar A je jedna od najmasivnijih i najsvetlijih zvezda koje se vide na noćnom nebu.

Zbog ekstremno velike mase zvezde, ona je nestabilna i u poređenju sa drugim zvezdama, koristi gorivo veoma brzo. Tako masivna zvezda takođe ima kratak životni vek, i astronomi očekuju da će Eta Karine eksplodirati kao supernova za nekoliko stotina hiljada godina.  

Dešifrovanje sastava supernove SN 1987A

Pre trideset godina, astronomi su prisustvovali jednoj od najsjajnijih zvezdanih eksplozija viđenih sa Zemlje u poslednjih 400 godina. Gigantska supernova, pod imenom SN 1987A, bljesnula je snagom od sto miliona sunaca - bujica bljeska je trajala nekoliko meseci pošto je eksplodirala 23. februara 1987.

Deset godina kasnije, STIS je obezbedio izvanredan pogled na svetlosni prsten sjajnog gasa širok svetlosnu godinu koji je okruživao SN 1987A. Spektrograf je omogućio pogled na ceo prstenast sistem, deleći njegovo svetlo i dajući nam detaljnu sliku prstena u svakoj od boja koje ga sačinjavaju i koje odgovaraju azotu, vodoniku i sumporu. Deleći prsten na njegove sastavne delove, astronomi su sklopili sliku kako je prsten stvoren.

Priredio Bojan Glavonić