Что мы знаем про "Хаббл"?

24 апреля 1990 года, состоялся запуск орбитальной обсерватории «Хаббл». Этот телескоп помог нам изучать черные дыры, темную материю и даже сделал свой вклад в диагностику рака молочной железы.

Телескоп назвали в честь Эдвина Хаббла, астронома, открывшего, что галактики, подобные нашей, существуют вне Млечного Пути, и первым установил, что Вселенная расширяется. Это был научный прорыв, который привел то теории Большого взрыва.

Что еще мы знаем про "Хаббл"? Начнем с цифр:

15 тыс. — количество опубликованных научных работ на основе данных телескопа;

28 тыс. км/ч — скорость движения телескопа «Хаббл»;

97 мин — за столько времени «Хаббл» делает один оборот вокруг Земли;

200 °C — температурный диапазон среды вокруг «Хаббла»: температура меняется от -128°C до +90°C;

560 км над поверхностью Земли находится «Хаббл». Телескоп нужно было разместить так далеко от поверхности планеты, как только возможно — чем больше орбита, тем большие участки космоса можно разглядеть, а также чтобы он был подальше от влияния земной атмосферы.

Объясняя уникальность работы «Хаббла», астронавт NASA Майк Массимино сравнил его возможности следующим образом: представьте, что вы находитесь на крыше Эмпайр-стейт-билдинг на Манхэттене и держите лазерную указку.

В то время кто-то другой стоит на вершине памятника Вашингтону в столице США и держит в руках монету в десять центов, а вы можете попасть в нее лучом лазера (расстояние между объектами 350 км). А еще учтите, что вы двигаетесь со скоростью 28 тыс. км/ч в одном направлении, а монетка со скоростью несколько тысяч км/ч — в другом, и вы, как и раньше, можете фокусировать лазер на монете. Вот в таких условиях работает телескоп и делает свои фантастические снимки.

Телескоп продолжил дело своего тезки. По результатам наблюдения квазаров ученые получили современную космологическую модель: Вселенная, расширяется с ускорением, заполненная темной энергией. «Хаббл» также помог точно установить возраст Вселенной — 13,8 млрд лет.

В конце 1920-х астрономы знали о расширении Вселенной, но при этом считалось, что оно когда-то замедлится. В 1998 году, благодаря космическому телескопу, ученые увидели, что расширение не только не замедляется, а, наоборот, ускоряется. Это открытие было сделано с помощью измерения света, который излучают сверхновые типа SN 1987A.

"Хаббл" - шпион

Мало кто знает, что «Хаббл» по своей сути является разведывательным аппаратом для аэрокосмической съемки — только его камеры направлены в космос, а не вниз, на Землю.

О том, что этот телескоп создан на основе военного спутника, стало известно в 2011 году, когда была рассекречена программа KEYHOLE («Замочная скважина»). Она состояла из 20 спутников-шпионов, которые запустили США в период с 1971-го по 1986-й. Один из космических аппаратов — КН-9 — похож на «Хаббл». Размеры обоих спутников сравнивают со школьным автобусом.

Один из руководителей хаббловского «мозгового центра» в Балтиморе Эрик Дж. Чейсон в своих мемуарах вспоминает случай, который доказывает, что общим у спутников является не только размер: после вывода телескопа на орбиту инженеры обнаружили, что аппарат ощутимо вибрирует, и это не позволяет ему сфокусироваться.

Чейсон пригласили на закрытую встречу с несколькими десятками офицеров военной разведки, где обсудили проблему «Хаббла» и предположили, что вибрации происходят из-за резкой смены температуры в окружающей среде, также участники встречи назвали фамилию инженера, который сможет помочь. Чейсон понял, что для них такая проблема была не новой.

Черные дыры и "алмазная" планета

Долгое время черные дыры считались научной фантастикой. Сам Эйнштейн в 1939 году написал статью, в которой отмечал, что черные дыры не могут образоваться в естественных условиях. Но телескоп «Хаббл» не только доказал существование черных дыр в центре галактики, но и дал ученым возможность увидеть, что между размером черной дыры и размером галактического балджа есть связь.

Американские астрофизики благодаря методу доплеровской спектроскопии открыли экзопланету, которая в своем составе может содержать алмазы. Ее именовали 55 Рака е. По размеру она вдвое больше Земли, по весу — в восемь раз.

В 2016 году «Хаббл» проанализировал ее атмосферу, в которой обнаружили водород и гелий, но не нашли следов водяного пара. С каменной экзопланеты это удалось сделать впервые. Позже выяснилось, что температура на 55 Рака е составляет 5127 °C. По одной из теорий, жар и давление в ее ядре могут быть настолько высоки, что образуют алмазы. Однако эти сияющие залежи (если они, конечно, существуют) — в 40 световых лет от нас, следовательно добыча ископаемых пока технологически невозможна.

А что насчет диагностики рака молочной железы? Уже в космосе астрономы обнаружили проблему с телескопом — его главное зеркало диаметром 2,4 м мало дефект из-за отклонения от правильной формы, его края были слишком плоскими.

И хотя отклонение было мизерным — меньше толщины человеческого волоса, — этого было достаточно, чтобы свет отражался неправильно, а телескоп не мог сфокусироваться. Позже аппарат починили, но для обработки нечетких изображений был разработан специальный компьютерный алгоритм.

Оказалось, что он идеально подходит для диагностики рака молочной железы на ранней стадии, и это позволяет поставить диагноз задолго до того, как глаз опытного специалиста сможет распознать болезнь.