Цього тижня виповнюється 25 років спектрографу зображень космічного телескопа Hubble STIS. Він був встановлений на телескоп у 1997 році під час другої сервісної місії. STIS є приладом, який розділяє світло на складові за довжиною хвиль. З його допомогою вчені, наприклад, змогли вивчити рух газу в акреційному диску чорної діри. Але за чверть століття з його допомогою NASA зробили й інші, не менш важливіші відкриття.
STIS
STIS — універсальний інструмент. Його основна функція — спектроскопія, тобто поділ світла на кольори для отримання інформації про хімічний склад, температуру і рух планет, комет, зірок, міжзоряного газу і галактик. Ключовою особливістю приладу є його здатність просторово розділяти діапазон протяжних об’єктів. Він чутливий до широкого діапазону довжин хвиль світла — від ультрафіолетового до оптичного та ближнього інфрачервоного. Спектрографи необхідні для розуміння фізичних властивостей Всесвіту.
Принцип роботи інструменту
STIS має три детектори, кожен із роздільною здатністю 1024×1024 пікселі: пристрій із зарядовим зв’язком (CCD) і два детектори ближнього ультрафіолетового та далекого ультрафіолетового випромінювання (MAMA). Обмежений набір фільтрів підтримує візуалізацію, але серцем STIS є спектроскопія, що забезпечується різноманітним набором дзеркальних ґраток.
This week marks 25 years of Hubble’s Space Telescope Imaging Spectrograph!
— Hubble (@NASAHubble) February 16, 2022
Installed in 1997, STIS is an instrument that separates light into its component wavelengths.
It even mapped the motion of gas in the grip of a black hole’s pull, as seen below: https://t.co/oh5idMCyBL pic.twitter.com/QHeBCl68SM
STIS пропонує широкий вибір інструментів для охоплення різних довжин хвиль і спектральної роздільної здатності. Ґрати створюють спектр, розділяючи світло на окремі компоненти. Ретельне вивчення кількості світла з кожною довжиною хвилі показує наявність ліній поглинання і випромінювання. Вони є «відбитками пальців» хімічного складу зірок і міжзоряного газу.
Унікальною особливістю STIS є те, що світло проходить крізь довгу вузьку щілину до того, як досягне ґрат. Це дозволяє одночасно реєструвати окремий спектр уздовж кожного з 1024 ряду пікселів детектора. Орієнтуючи щілину, наприклад, упоперек ядра галактики, можна ефективно виміряти швидкість обертання її компонентів на різних відстанях від центру.
Cosmic Origins Spectrograph
STIS доповнює спектрограф Cosmic Origins Spectrograph (COS), встановлений на Hubble під час четвертої сервісної місії. Він був розроблений з однією метою — вимірювання надзвичайно тьмяного ультрафіолетового світла від дуже слабких космічних джерел. Наприклад, від слабких зірок у нашій власній Галактиці та далеких квазарів.
Вихід з ладу
STIS одного разу перестав функціонувати в серпні 2004 року через відмову джерела живлення. Прилад був відремонтований під час 4-ї сервісної місії у 2009 році. Для ремонту астронавти здійснили вихід у відкритий космос, щоб замінити плату низьковольтного джерела живлення, що вийшла з ладу.
Ремонт був хоч і простим, але вимагав старанності. Інженери групи супроводу Hubble розробили для нього спеціальні інструменти. У ході ремонтних робіт було відновлено один із двох повністю резервних електронних ланцюгів живлення приладу.
Відкриття за допомогою STIS
Тандем COS-STIS пропонує астрономам повний комплект спектроскопічних інструментів. Кожен інструмент частково дублює інший. Тому їхній симбіоз за 25 років дозволив зробити наступні визначні відкриття:
- За допомогою контрольного доплерівського зміщення STIS виявив і виміряв масу кількох десятків надмасивних чорних дір у активних ядрах галактик.
- STIS-спектри молодих зоряних скупчень в Галактиках «Антени», що зливаються, дозволили встановили їхній вік, хімічний склад і швидкості.
- STIS вивчав газ і пил, скинуті нестабільною масивною подвійною зіркою η Кіля. Вона розташована приблизно в 8000 світлових років від Сонця. Астрономи очікують, що за кілька тисяч років η Кіля може вибухнути як наднова.
- Вивчаючи планету HD 189733b в оптичному діапазоні, STIS зареєстрував справжній її колір у видимому світлі — синій.
- Спектри STIS транзитної системи зірка-планета HD 209458 дозволили вивчити склад планетної атмосфери. Виявилося, що на ній є водень, натрій і кисень.
- Спектрограф також зареєстрував наявність водяної пари над південною полярною областю супутника Юпітера Європи. Це стало першим непрямим свідченням того, що з його поверхні вивергаються водяні шлейфи. Вчені припускають, що під крижаною оболонкою ховається рідкий океан.
Нагадаємо, що раніше ровер Perseverance відзначив перший рік перебування на Марсі.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
