Двадесета годишњица Хабловог космичког спектрографа

Тај ефикасни инструмент обједињује камеру и спектрограф који разлаже светло на саставне делове - боје, односно различите таласне дужине - обезбеђујући „отисак прста" сваког посматраног објекта. Ти подаци нам говоре о температури објекта, његовом хемијском саставу, густини, покретима.

Спектрографска посматрања откривају и промене на небеским објектима, како се космос развија. СТИС (STIS - Space Telescope Imaging Spectrograph) био је такође пионир на пољу слика великог контраста - реч је о вештини хватања објеката слабог сјаја, као што су планете, на пример, поред објеката који су веома сјајни, као на пример звезде око којих оне круже. Уређај је осетљив на широк опсег таласних дужина светла, од ултраљубичастог, преко видљивог, до скоро инфрацрвеног спектра. СТИС је на дневни ред поставио велики број различитих астрономских тема. Следи листа која свакако није потпуна.

Одређивање масе црних рупа у центру галаксија

Астрономи користе СТИС како би спровели истраживање на више од 30 галаксија у којима трагају за масивним црним рупама у њиховом средишту. Инструмент прецизно мери брзину гасова и звезда око црних рупа, и на тај начин се добијају подаци о њеној маси. Налаз представља ширу слику еволуције галаксије и њеног односа према расту масе у центру црне рупе. Подаци које нуди Хабл подржавају идеју да џиновске црне рупе не претходе рођењу галаксије, већ да се развијају упоредо са галаксијом, задржавајући потпуно исту пропорцију масе централног средишта звезда и гаса у галаксији. 

Праћење развоја међугалактичког медијума

Астрономи су дуго тражили огромне количине водоника створеног у Великом праску, за који се чинило да је некако нестао. Рачуна се да тај гас чини бар половину „нормалне" материје свемира - остатак је оно што чини галаксије.

У истраживању околног свемира, користећи СТИС, астрономи су коначно пронашли ту материју која недостаје у простору између галаксија. Назван галактички медијум, тај простор се шири из средишта нашег Млечног пута до најдаљих области космоса који астрономи посматрају.

Посматрања оближњег међугалактичког медијума помоћу СТИС-а показала су да је водоник који недостаје и даље тамо у облику веома разређених облака између галаксија. То откриће баца ново светло на велике структуре космоса и обезбеђује податке о томе како се галаксије стварају. Потврђује и основне моделе о томе колико је водоника створено у првих неколико минута по рођењу свемира после Великог праска.

Разумевање састава галактичког халоа

Хало, ореол веома топлог гаса, окружује Млечни пут, нашу галаксију. Због тога што је веома 'енергизиран', односно јонизован, он је видљив само у ултраљубичастом спектру помоћу инструмената као што је СТИС. Својом веома високом спектралном резолуцијом, СТИС истражује спектралне карактеристике атома у сваком од великог броја слојева гаса како би помогао научницима да одреде и разумеју сложеност структуре плашта.

Поред тога што је гас веома топао и заробљен у том плашту, део гаса пада у Млечни пут из међугалактичког медијума - простора који се налази између галаксија. Остатак гаса из плашта долази из формација звезда у диску Млечног пута. Супернове и ветрови са звезда могу да одувају тај материјал ван Млечног пута, у галактички плашт. Тај гас се хлади и постаје гушћи, нешто од тог материјала се врати и та појава се често описује као „Галактичка фонтана". СТИС помаже научницима да разумеју те сложене процесе.

Откривање структуре међузвезданог медијума

Међузвездани медијум је све оно што се налази између звезда. То је обично материјал веома мале густине, који је врло тешко проучавати. Због своје осетљивости на ултраљубичасто светло и веома велике спектралне резолуције, СТИС је основни инструмент за разумевање тог простора.

Научници користе звезде или друге сјајне изворе као позадинско светло како би посматрали тај материјал. Они га „виде" индиректно пошто он апсорбује светло из позадине.

Међузвездани медијум није у потпуности униформан. На неким местима је гушћи, на неким ређи, а и различити делови се крећу различитим брзинама. СТИС омогућава детаљну анализу брзине међузвезданог медијума. Користећи СТИС, научници могу да одреде физичке услове и одвоје делове гасова различите густине и различитих типова дуж линије посматрања.

Одређивање карактера атмосфере светова који окружују друге звезде

Користећи СТИС, астрономи су направили прве директне анализе атмосфере планете која кружи око друге звезде. То је отворило узбудљиву нову фазу истраживања екстрасоларних планета, планета у другим сунчевим системима, где астрономи могу да пореде атмосфере планета које круже око других звезда и трагају за хемијским биомаркерима живота у другим системима.

Планета о којој се говори кружи око звезде HD 209458 која је слична Сунцу. Састав њене атмосфере је истражен док је планета пролазила испред своје звезде, први пут омогућивши астрономима да виде светло звезде филтрирано кроз атмосферу планете. Научници су открили присуство натријума у њеној атмосфери.

Представљање диска од прашине који окружује Бету Пикторис

Бета Пикторис је била прва звезда код које је откривен сјајни диск светлуцаве прашине и отпада. Отада, звезда стара двадесет милиона година била је објекат интензивне пажње како Хабла тако и других телескопа на Земљи. Астрономи су 1997. и 2012. користили СТИС како би направили детаљне слике великог диска од гаса и честица. Астрономи су открили да се диск за 15 година мало променио без обзира на чињеницу да цела структура кружи око звезде као рингишпил. 

Проналажење доказа о постојању воде на Јупитеровим месецима

Откривање текуће воде на другим световима од пресудне је важности за откривање настањиве планете ван нашег Сунчевог система. Слике са СТИС-а су откриле ерупције на Јупитеровом месецу Европа за које се претпоставља да их чини. Астрономи су уочили прстолике облаке док је Европа пролазила испред Јупитера.

Европа је место на коме можда може да се развије живот. Ако су облаци који избијају део океана који се налази испод површине, они могу да буду лифт који доноси воду са дубине на површину Европе, где би могли да се узму узорци, помоћу којих може да се процени да ли је тај месец настањив, или би чак могао да се пронађе и живот.

Откривање гигантских звезда у звезданим јатима

R136 је веома велики и млад густ звездани кластер у небули Тарантула у оквиру Великог Магелановог облака, суседној галаксији нашем Млечном путу. Само Хабл може да разлучи појединачне звезде из густог облака који је далеко само неколико светлосних година и стар више од два милиона година.

Астрономи су користили СТИС како би открили ултравиолетни спектар појединачних звезда у језгру и 2016. године показали да тамо има девет звезда чија је маса сто пута већа од масе нашег Сунца.

Откривене звезде нису само екстремно масивне, већ су и екстремно светле. Заједно, тих девет звезда сија тридесет милиона пута јаче од нашег Сунца. То откриће је навело астрономе да завире у 20 година СТИС-ових посматрања у Архиви космичког телескопа Микулси у потрази за даљим примерима гигантских звезда у удаљеним звезданим јатима. Неки су скоро пронађени у патуљастој галаксији NGC 5253. Потрага се наставља.

Откривање тајне масивне звезде Ета Карине

Променљив, еруптивни пар масивних звезда под називом Ета Карине дуго је збуњивао астрономе. Године 2009, СТИС је анализирао ерупцију која је опажена крајем деветнаестог века, разлучујући информације о хемијском саставу у уском опсегу, блиском бинарном.

Добијени спектар је показао гвожђе и никл који су откривени у 19. веку. Инструмент је такође открио унутрашњи материјал који је донео ветар створен при судару Ета Кар А, примарне звезде и Ета Кар Б, топлије, мање звезде. Ета Кар А је једна од најмасивнијих и најсветлијих звезда које се виде на ноћном небу.

Због екстремно велике масе звезде, она је нестабилна и у поређењу са другим звездама, користи гориво веома брзо. Тако масивна звезда такође има кратак животни век, и астрономи очекују да ће Ета Карине експлодирати као супернова за неколико стотина хиљада година.  

Дешифровање састава супернове SN 1987А

Пре тридесет година, астрономи су присуствовали једној од најсјајнијих звезданих експлозија виђених са Земље у последњих 400 година. Гигантска супернова, под именом SN 1987A, бљеснула је снагом од сто милиона сунаца - бујица бљеска је трајала неколико месеци пошто је експлодирала 23. фебруара 1987.

Десет година касније, СТИС је обезбедио изванредан поглед на светлосни прстен сјајног гаса широк светлосну годину који је окруживао SN 1987A. Спектрограф је омогућио поглед на цео прстенаст систем, делећи његово светло и дајући нам детаљну слику прстена у свакој од боја које га сачињавају и које одговарају азоту, водонику и сумпору. Делећи прстен на његове саставне делове, астрономи су склопили слику како је прстен створен.

Приредио Бојан Главонић