Когда человек думает про космос и Вселенную то, вероятно, мыслит о том, что глаза могут видеть. Но изображение, к которому глаза человека чувствительны – это только начало. Свет Вселенной гораздо шире.
Электромагнитный спектр это термин, используемый учеными, чтобы описать весь спектр, который существует. От радиоволн до гамма лучей — это также свет Вселенной, большая часть которого невидима для нас невооруженным глазом! И даже глаукома глаза здесь не при чем.
Природа видимого света Вселенной
Свет представляет волновой процесс переменного поля электрических и магнитных полей. Распространение не сильно отличается от колебаний поверхности моря или океана. Как и любая другая физическая величина оно имеет несколько основных свойств, которые описывают его.
Электромагнитные волны которые обнаруживают глаза — видимый свет -осциллирует между 400 и 790 терагерцами (ТГц). Это несколько сотен триллионов раз в секунду изменений. Длина волны, примерно размером с большого вируса: 390 – 750 нанометров (1 нанометр = 1 миллиардная метра). Мозг человека интерпретирует различные длины волн как разные цвета. Когда люди смотрят на солнечные лучи через призму, то видят, что на самом деле они состоят из многих длин. Призма создает «радугу» путем перенаправления каждой длины волны под несколько иным углом. У красного длиннее длина волны чем фиолетового.
Но свет не заканчивается красным или фиолетовым. Также, как и некоторые звуки, которые мы не можем слышать (но некоторые животные могут), есть также огромный диапазон, который глаза человека не могут обнаружить.
Астрономы используют весь электромагнитный спектр, чтобы наблюдать различные явления. Существуют современные телескопы, используемые для сопоставления структуры нашей Галактики.
Инфракрасные телескопы
Свет Вселенной доходит до Земли не только в видимой части спектра, но и в невидимой инфракрасной. Инфракрасные телескопы находят тусклые звезды и даже измеряют температуры планет в других солнечных системах.
Длина волны инфракрасного света космоса распространяются через облака, которые бы блокировали видимый свет Галактики.
С помощью больших инфракрасных телескопов, астрономы смогли заглянуть через пыль полосы Млечного пути в ядро нашей Галактики и увидеть свет Вселенной.
Это изображение космического телескопа «Хаббл» с орбиты нашей Земли показывает на расстоянии за 300 световых лет от нашей Галактики.
Млечный путь, как мы бы видели, если бы наши глаза могли видеть инфракрасную энергию. Изображение показывает массивные звезды кластеры и закрученные облака газа.
Большинство звезд излучают большую часть своей электромагнитной энергии, как видимый свет космоса, крошечную часть спектра, к которой наши глаза чувствительны. Поскольку длина колебаний коррелирует с энергией можно определить температуру: красные звезды – холодные, голубые — горячие. Холодные звезды излучают едва видимый свет космоса, их можно увидеть только с помощью инфракрасных телескопов.
Ультрафиолетовые телескопы
Вид спиральной галактики M81 в ультрафиолете, стал возможным благодаря космической обсерватории Galex запущенной НАСА в 2003 году
Космос излучает и ультрафиолетовые волны. Короче фиолетового цвета находится ультрафиолетовый или УФ свет который невидим для человеческих глаз.
УФ известен способностью получать солнечные ожоги.
Астрономы используют УФ для охоты на самые энергичные звезды и звезды недавно родившиеся. При просмотре далеких галактик с УФ телескопов, большинство звезд и газа исчезает, образуя скопления молодых звезд.
Рентгеновские лучи и гамма-лучи Вселенной
Помимо УФ с космоса приходят колебания другого электромагнитного спектра: рентгеновские лучи и гамма-лучи космоса. Наша атмосфера блокирует эти излучения, поэтому астрономы должны полагаться на телескопы в космосе, чтобы увидеть рентгеновское и гамма-излучения Вселенной.
Снимок космической рентгеновской обсерватории «Чандра» вокруг пульсара PSR B1509-58
Излучаются рентгеновские лучи из экзотических нейтронных звезд, из материала спирали вокруг черной дыры или диффузного облака газа в галактических кластерах, которые подогреваются до многих миллионов градусов. Между тем гамма-лучи имеют короткие волны и смертельны для человека. Гамма всплески – краткое мерцание гамма лучей от далеких галактик, когда звезда взрывается и создает черную дыру — относятся к числу самых энергичных единственных событий во Вселенной.
Если бы люди могли видеть рентгеновские лучи на большие расстояния, то увидели бы туманности вокруг пульсара PSR B1509-58. Это изображение космической рентгеновской обсерватории «Чандра» пульсара оставшегося после сверхновой, расположенный на удалении 17 000 световых лет.
С помощью телескопов, чувствительных к ряду различных длин волн спектра, астрономы получили возможность заглянуть в широкий спектр объектов и явлений во Вселенной и увидеть не только ночное небо.
