АСТРОНОМІЯ - Навчальний посібник для профільної школи 2017

Частина 2. Основи астрономії

Розділ І. Методи і засоби астрономії

Тема 1.2. Засоби астрономічних досліджень

§ 9. Астрономія з космосу

Вступ

Атмосфера Землі має два «вікна прозорості» — в оптичному й радіо діапазонах та вибірково в деяких довжинах хвиль (1 — 13 мкм) інфрачервоної ділянки спектра, для інших випромінювань вона непрозора. Є тільки один спосіб їх зареєструвати — винести приймачі в космічний простір.

Цілі вивчення § 9

Вивчивши матеріал цього параграфа, Ви будете:

• знати й розуміти як застосовують наземні й космічні телескопи для різних діапазонів випромінювання; про результати спостережень наземних та космічних телескопів;

• уміти пояснити потребу застосування космічних телескопів та автоматичних міжпланетних станцій для астрономічних досліджень;

• оцінювати застосування в наземному та космічному телескопобудуванні досягнень сучасної техніки й технологій.

Актуалізація раніше набутих знань / компетентностей

Треба повторити питання, пов’язані з електромагнітним спектром. Пригадати, що астрономія — всехвильова наука.

Методичні поради щодо опанування навчального матеріалу

Щоб зрозуміти потребу астрономів у космічних телескопах та обсерваторіях, треба пригадати, що атмосфера Землі прозора не для всіх видів електромагнітного випромінювання, яке приходить від небесних тіл. Видиме світло, що було єдиним джерелом інформації про небесні

тіла упродовж тисяч років, насправді є дуже малою часткою електромагнітного спектра. Виносячи телескопи за межі земної атмосфери, астрономи отримують якісно нову інформацію про об’єкти і процеси у Всесвіті. Зверніть увагу на те, що більшість космічних обсерваторій — це спеціалізовані інструменти, націлені на дослідження небесних тіл у цілком певних діапазонах електромагнітного спектра. Таку спеціалізацію зумовлюють особливості реєстрації випромінювання з різними довжинами хвиль.

Пояснювальний текст

Людське око сприймає випромінювання у вузькому інтервалі довжин хвиль — від 360 до 730 нанометрів, який називають діапазоном видимого світла. Але багато астрономічних об’єктів не проявляють себе у видимому світлі. Від них можна реєструвати випромінювання інших діапазонів, якщо позбутися впливу земної атмосфери. Така можливість в астрономії з’явилася у другій половині XX ст., а надто після початку космічних польотів (1957 р.). Першу орбітальну астрономічну обсерваторію (Orbital Astronomical Observatory) США вивели за межі Землі в 1966 р. Але космічний апарат вийшов з ладу ще до початку роботи. 1968 р. Радянський Союз вивів на орбіту Землі космічний супутник, оснащений кількома невеликими телескопами для реєстрації ультрафіолету та детектором рентгенівського випромінювання. Це була перша спеціалізована астрономічна обсерваторія космічного базування. Відтоді за межами атмосфери Землі побувало багато різних космічних апаратів астрономічного призначення.

1. Космічні телескопи та обсерваторії. Телескопи, розміщені в космічному просторі, мають суттєву перевагу над тими, що встановлені на поверхні Землі: їм не заважає атмосфера нашої планети. Окрім цього, космічні телескопи можна розміщувати на значній відстані від Землі, що покращує реєстрацію дуже слабких потоків випромінювання від небесних тіл.

Ці переваги привабили астрономів ще від перших запусків ракет у високі шари атмосфери Землі, а потім і космічних апаратів на її орбіту. Хоча ідея орбітального телескопа виникла раніше. Один із засновників ракетної техніки Герман Оберт (1894—1989) у книзі «Ракети в космічному просторі», опублікованій 1923 року, запропонував поставити телескоп на штучний супутник Землі. Американський астрофізик Лайман Спітцер (1914—1997) у 1946 р. підготував доповідь «Астрономічні переваги позаземної обсерваторії», в якій довів, що великі орбітальні телескопи значно розширять можливості вивчення позаземних об’єктів.

Космічний телескоп імені Габбла (Hubble Space Telescope, HST) для видимого, і частково інфрачервоного та ультрафіолетового діапазонів електромагнітних хвиль вивели на орбіту Землі в 1990 р. з допомогою космічного корабля багаторазового використання. Цю транспортну систему потім використовували чотири рази для виконання ремонтних робіт на телескопі.

Поперечник головного гіперболічного дзеркала телескопа — 2,4 м, фокусна відстань 58 м. Космічний телескоп імені Габбла оснащено низкою приймачів, зокрема ширококутною і планетарною камерами, спектрографом високої роздільної здатності Годдарда, камерою фотографування тьмяних об’єктів, спектрографом тьмяних об’єктів тощо.

Термін роботи Космічного телескопа імені Габбла неодноразово продовжували, готуючи йому на заміну інструмент із дзеркалом більшого розміру. Цей телескоп — Космічний телескоп імені Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST) з поперечником дзеркала 6,5 м готують до запуску в 2018 р. Телескоп планують розмістити не на орбіті Землі, а в одній із точок Лагранжа (L2), на відстані 1,5 млн км від нашої планети. В цій ділянці міжпланетного простору телескоп буде нерухомий відносно Землі та Сонця. На нього не впливатиме інфрачервоне випромінювання Землі й Місяця; він також буде за межами радіаційних поясів Землі, що можуть перешкодити спостереженням.

Рис. 9.1. Космічний телескоп імені Джеймса Вебба.

Новий телескоп задумано, насамперед, для пошуку найвіддаленіших і, отже, найстаріших об’єктів Всесвіту, які фізично неможливо виявити в оптичному діапазоні. Внаслідок космологічного розширення простору лінії в спектрах (наприклад, найдавніших зір і квазарів) сильно зсуваються в червоний бік, їхні довжини через ефект червоного зміщення зростають у десять і більше разів, і максимум інтенсивності хвиль, що приходять до Землі від таких об’єктів, потрапляє в діапазон 1—3 мікрометра. Окрім цього, на таких великих відстанях міжзоряний водень практично повністю поглинає видиме світло, але пропускає довгохвильове випромінювання. Однією з головних перешкод для видимого світла на шляху до спостерігача є також пил, що заповнює космічний простір, — якщо діаметр частинок пилу співмірний з довжинами хвиль видимого світла, порошинки ефективно відбивають і поглинають його, перевипромінюючи в інфрачервоному діапазоні.

Але атмосфера Землі практично є непрозорою для інфрачервоного випромінювання, пропускаючи його тільки на деяких конкретних довжинах хвиль. Тому головна камера телескопа буде отримувати цифрові зображення в діапазоні від 0,6 до 5 мікрометрів, де проявляють себе багато різних об’єктів Всесвіту — астероїди, протопланетні хмари, зорі, дуже далекі галактики тощо. З допомогою телескопа також вивчатимуть мікрохвильовий космічний фон (реліктове випромінювання), що несе інформацію про початковий етап розвитку Всесвіту.

1983 р. від 25 січня по листопад на орбіті Землі працював супутник IRAS (Infrared Astronomical Satellite), який виявив майже 250 тисяч раніше невідомих джерел інфрачервоного випромінювання та дозволив відкрити новий клас дуже старих «холодних» галактик. З листопада 1995 р. по квітень 1998 р. космічна інфрачервона обсерваторія ISO (InfraredSpace Observatory) виконала обстеження зоряного неба в діапазоні довжин хвиль від 2,5 мкм до 200 мкм, завдяки чому серед інших досягнень було виявлення силікатів, пари і льоду з води та вуглекислого газу. Прояснилась картина того, як з матеріалу, народженого зорями, формуються складові для утворення планет і зародження життя. У 2003 р. на орбіту виведено інфрачервоний телескоп «Спітцер» (Spitzer) з поперечником дзеркала 85 см і розділенням до однієї кутової секунди. З допомогою цього телескопа були, серед іншого, виявлені екзопланети та деякі надмасивні чорні діри.

Космічний телескоп WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) — Широкосмуговий інфрачервоний дослідник — перебуває на орбіті Землі з 2009 р. З його допомогою отримано інформацію про майже два мільйони небесних об’єктів.

Упродовж 2009 — 2013 рр. у точці Лагранжа (L2) на відстані 1,5 млн км від Землі працював космічний телескоп «Гершель» з поперечником дзеркала 3,5 м. Це був дотепер найбільший інфрачервоний телескоп космічного базування. Його приймачі, охолоджені з допомогою рідкого гелію до температури майже абсолютного нуля (-273,15 °С), реєстрували випромінювання в діапазоні 55 — 672 мікрометрів.

2009 р. розпочала роботу «Стратосферна обсерваторія для інфрачервоної астрономії» (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA) — 2,4-метровий телескоп, встановлений на облавку літака Boeing 747SP. Літак може підніматися на висоту 12—14 км, що дозволяє на 99 відсотків уникнути завад від водяної пари — найсуттєвішої перешкоди для інфрачервоних астрономічних спостережень. Обсерваторія SOFIA працюватиме щонайменше до 2030 р. Вона є недорогим, проти інших, доповненням до інфрачервоних телескопів, що працюють на орбіті.

Рис. 9.2. Стратосферна обсерваторія для інфрачервоної астрономії на літаку Boeing 747SP.

За інфорачервоною ділянкою електромагнітного спектра лежить радіодіапазон, у якому є доволі широке «вікно прозорості» (1 мм — 30 м) земної атмосфери. У цій ділянці працюють наземні радіотелескопи (§ 6, ч. 2). Але іоносфера Землі — шар іонізованого газу на висоті близько 70 км — відбиває в космос все випромінювання на хвилях довших, ніж 30 м. Космічне випромінювання з довжиною хвилі менше 1 мм повністю поглинають молекули атмосфери (головно кисень і водяна пара). Тому для реєстрації такого випромінювання також потрібні космічні радіотелескопи.

Але вони потрібні ще для однієї важливої мети — створення радіоінтерферометрів (§ 6) з дуже великою базою — сотні тисяч км. Саме для цього 2011 р. на орбіту Землі виведено космічну обсерваторію «Радіоастрон». Її оснащено антеною поперечником 10 м та приймачами, чутливими в діапазоні від 1,2 до 92 см. Зонд має дуже витягнуту орбіту — в апогеї він віддаляється від Землі на відстань 330 тис. км. Радіотелескопи в Пущино (Росія), Канберрі (Австралія) і Грін-Бенк (США) є наземними антенами космічного інтерферометра. З такою базою інтерферометра можна отримати зображення радіоджерел і вимірювати їхні координати з точністю до 8 мільйонних часток секунди дуги. Тобто роздільна здатність «Радіоастрон» у тисячі разів є кращою, ніж у найпотужніших оптичних телескопів.

З допомогою цього космічного радіотелескопа заплановано досліджувати різні небесні тіла і явища, уточнити систему небесних координат, виконати нові виміри для підтвердження ефектів загальної теорії відносності.

Короткохвильова частина електромагнітного спектра складається з ультрафіолетового, рентгенівського і гамма-діапазонів. Є досить багато астрономічних об’єктів, які виявляють себе найбільш рельєфно саме в цих діапазонах. Натомість в оптичному випромінюванні вони майже не проявляються, тому астрономи донедавна їх просто не помічали.

Ультрафіолетовий діапазон (УФ-діапазон) електромагнітного спектра досить широкий — довжини хвиль лежать в інтервалі 10—400 нм. Зазвичай виділяють ближній (200—400 нм) і дальній (10—200 нм) ультрафіолет. Атмосфера Землі пропускає ультрафіолетове випромінювання лише з довжинами хвиль 300—400 нм. Реєстрація коротших довжин хвиль можлива тільки з допомогою приладів, винесених за межі атмосфери.

Водночас міжзоряний пил також поглинає ультрафіолетове випромінювання далеких джерел (за межами Сонячної системи), а нейтральний міжзоряний і міжгалактичний водень — ще й випромінювання в діапазоні 10—91,2 нм.

В УФ-діапазоні електромагнітного спектра отримують інформацію про різні астрономічні об’єкти і процеси, зокрема про гарячі зорі (з температурою фотосфери понад понад 10000 К), а також газ (визначення його хімічного складу).

Космічні ультрафіолетові спостереження було розпочато наприкінці 60-х років минулого століття. У 1972—1981 рр. на орбіті працювала обсерваторія «Коперник», а протягом 1978— 1996 років космічна обсерваторія «IUE» (International Ultraviolet Explorer — «Міжнародні дослідження в ультрфіолеті»). Обсерваторія «GALEX» (Galaxy Evolution Explorer— «Дослідник еволюції галактик») діяла в 2003—2005 роках, виконавши огляд джерел УФ- випромінювання на всій небесній сфері. Великий обсяг інформації отримано також за допомогою спектрографа УФ-діапазону, встановленого на Космічному телескопі імені Габбла.

Рентгенівські спостереження дозволяють не тільки розширити межі «оптичного вікна», а й відкрити новий незвіданий світ високих енергій. Той світ, де матерія нагрівається до мільйонів градусів, де панують сильні магнітні поля й екстремальна гравітація, де народжуються і вмирають зорі. Але космічне випромінювання в цьому діапазоні майже повністю поглинає земна атмосфера, тому, незважаючи на те, що відкриття ренгеновских променів відбулося ще в кінці XIX століття, рентгенівська астрономія змушена була чекати на космічну еру.

Перший космічний апарат «Ухуру», (Uhuru), призначений для реєстрації рентгенівського випромінювання, працював упродовж 1970—1973 рр. Він зареєстрував понад 300 рентгенівських джерел, зокрема й об’єкт у сузір’ї Лебедя, який став першим в історії астрономії претендентом на роль чорної діри. «Ухуру» був оснащений приймачами випромінювання, що здатні реєструвати рентгенівські промені, але неспроможні створювати зображення. Такі детектори (лічильники Гейгера) реєструють точкові джерела рентгенівського випромінювання але непридатні для фотографування протяжних об’єктів.

Перший великий рентгенівський телескоп з дзеркалами косого падіння діаметром вхідного отвору 60 см було встановлено на космічній рентгенівській обсерваторії «Айнштайн» (The Einstein Observatory, або High Energy Astrophysical Observatories, HEAO-2). Вона працювала упродовж 1978—1981 рр. Телескоп з роздільною здатністю майже п’ять кутових секунд реєстрував рентгенівські кванти в діапазоні 200 еВ — 20 кеВ і дозволив визначити точне положення понад 7 000 джерел рентгенівського випромінювання. Ця обсерваторія вперше

виконала високоякісні спектрографічні дослідження залишків наднових зір і відкрила велику кількість дуже слабких позагалактичних джерел рентгенівського випромінювання. Вона показала, що рентгенівське випромінювання у Всесвіті — таке ж звичне явище, як і оптичне.

Після обсерваторії «Айнштайн» у космосі побували два десятки космічних апаратів, призначених для реєстрації рентгенівського випромінювання. А в 1999 р. було запущено нову велику (масою 4,8 т) рентгенівську обсерваторію «Чандра», оснащену камерою високої роздільної здатності. Вона отримує зображення з точністю до 0,5 кутової секунди (приблизно 1/600 кутового розміру повного Місяця). Окрім камери, «Чандра» має спектрометри, що реєструють рентгенівські промені з енергією в діапазонах 80 еВ — 2 кеВ та 400 еВ — 10 кеВ. Ця рентгенівська обсерваторія дозволила надійно встановити наявність надмасивних чорних дір у ядрах багатьох галактик, а також довести наявність у Всесвіті темної матерії.

З 2012 р в космосі працює рентгенівська обсерваторія NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array — Ядерний спектроскопічній масив телескопів), маса якої становить лише 370 кг. Її телескоп з чутливістю й роздільною здатністю на порядок вищими, ніж у його попередників, реєструє випромінювання з енергією від 7 до 80 кеВ. Основне призначення телескопа — докладне вивчення чорних дір.

Випромінювання гамма-діапазону (довжина хвилі менше 0,01 нм, що відповідає енергії квантів понад 124 кеВ) можна реєструвати з допомогою приймачів, встановлених на висотних аеростатах, ракетах, або винесених у космічний простір. Перші гамма-промені від небесного тіла (Сонце) були зареєстровані в 1959 р. з аеростата.

Діапазон гамма-випромінювання дуже широкий, а тому його поділяють на кілька ділянок: м’яке (енергія квантів Е = 0,1 — 5 МеВ), проміжне (Е = 5 — 50 МеВ) та жорстке (Е = 50 МеВ — 10 ГеВ) гамма-випромінювання. Гамма-промені з енергією Е > 10 ГеВ називають гамма- випромінюванням надвисоких енергій.

Перший гамма-телескоп (§ 6) побував у космосі в 1961 р. на борту американського супутника Explorer-11. З його допомогою вдалося зареєструвати не більше сотні гамма-квантів, що надійшли з різних ділянок небесної сфери. Це вказувало на те, що вони виникли за межами нашої галактики. Гамма-випромінювання Галактики вперше зареєстрували в 1967 р., а першу мапу його розподілу в межах Молочного Шляху склали в 1975—1982 роках на підставі даних, отриманих супутником COS-B.

Упродовж 1991—1999 років на орбіті Землі працювала велика (масою 17 т) гамма-обсерваторія «Комптон» (Compton Gamma Ray Observatory). Її апаратура реєструвала фотони з енергіями від 30 кеВ до 30 ГеВ. Обсерваторія зафіксувала майже 3000 гамма-спалахів і дозволила встановити, що вони належать до двох класів. Короткі гамма-спалахи тривають в середньому близько 300 мілісекунд, а довгі — від 2 до 20 секунд (і навіть до хвилин). Середня енергія фотонів коротких спалахів значно вища, ніж енергія квантів довгих спалахів.

Суттєвою проблемою в гамма-астрономії є низька роздільна здатність гамма-телескопів. Наприклад, обсерваторія «Комптон» реєструвала координати гамма-спалахів на небесній сфері з точністю 1 — 10 градусів. Тому астрономам тривалий час на вдавалося ототожнити гамма- спалахи з оптичними джерелами, що дозволило б визначити відстань до них з червоного зміщення в їхніх спектрах.

З 2008 р. на орбіті працює космічний телескоп «Фермі» (Fermi Gamma-ray Space Telescope Fermi Gamma-ray Space Telescope) і реєструє (прилад LAT — Large Area Telescope, телескоп для вивчення великих ділянок неба) фотони з енергією від 20 МеВ до 300 ГеВ. (Для порівняння: фотони з верхньої межі цього діапазону несуть у 5 млн разів більше енергії, ніж рентгенівське випромінювання, яке використовують у медицині) Також «Фермі» фіксує гамма-спалахи (прилад GBM — Burst Monitor) з фотонами меншої енергії.

З допомогою цього космічного телескопа астрономи укладають каталог джерел гамма- випромінювання. Головні об’єкти каталогу — активні галактики (більше половини від загальної кількості) і невідомі джерела (близько третини).

Рис. 9.3. Космічний гамма-телескоп «Фермі».

Оглянуті вище космічні телескопи та обсерваторії призначені для астрофізичних досліджень. Але суттєвий внесок космічні апарати зробили також і в астрометрію. Перший астрометричний космічний апарат «Гіппаркос» (Hipparcos, від High Precision Parallax Collecting Satellite — Супутник для збирання високоточних паралаксів) працював протягом 1989—1993 рр. З його допомогою виміряли паралакси у понад мільйона зір, а також їхні координати та власні рухи з точністю на порядок вищою, ніж з допомогою наземних телескопів.

У 2013 р. розпочато місію «Глобальний астрометричний інтерферометр для астрофізики» (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, GAIA). Її завдання — виміряти положення й відстані до понад одного млрд зір нашої галактики, а також їхні власні рухи. Точність

вимірювань буде на 2—3 порядки вищою, ніж у місії «Гіппаркос». Нові дані дозволять укласти тривимірну мапу нашої галактики.

Рис. 9.4. Космічний зонд «Глобальний астрометричний інтерферометр для астрофізики».

Космічні телескопи та обсерваторії застосовують також для дослідження Сонця. Зазвичай, це спеціалізовані космічні апарати, завдання яких — вивчати тільки це небесне тіло. До найвідоміших сонячних космічних обсерваторій належать «SOHO» (SOlar and Heliospheric Observatory), STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory, «Обсерваторія взаємодій Сонця і Землі») та «Обсерваторія сонячної динаміки» (Solar Dynamics Observatory, SDO).

Обсерваторія «SOHO» працює з 1995 р. Вона перебуває поблизу точки Лагранжа L1 на відстані 1,5 млн. км. від нашої планети на лінії, що сполучає Землю і Сонце. Наукові прилади SOHO дозволяють досліджувати сонячний вітер, здійснювати моніторинг сонячної атмосфери і корони. Фахівці вважають, що найважливіших результатів з допомогою SOHO вдалося досягти в геліосейсмології, тобто вивченні звукових хвиль, що народжуються в надрах Сонця й досягають його поверхні. Ці хвилі несуть велику кількість інформації про структуру й динаміку сонячних надр.

Два космічних апарати місії STEREO працюють з 2006 р. Вони обертаються навколо Сонця приблизно по тій же орбіті, що й Земля, але один з них рухається попереду, а другий позаду нашої планети. Таке просторове розміщення зондів STEREO дозволяє, накладаючи фотографії, зроблені під дещо різними кутами, отримувати тривимірні (об’ємні) зображення Сонця. Об’ємні світлини дають змогу краще досліджувати процеси, що відбуваються в сонячній короні. Наприклад, завдяки стереоз’йомці, можна відстежувати потоки енергії та газу з набагато більшою точністю.

2001 р. з метою докладного вивчення Сонця та сонячно-земних зв’язків розпочато наукову програму «Життя із зорею» (Living with a Star, LWS). У космос планують спрямувати кілька спеціалізованих апаратів. Перший з них, «Обсерваторія сонячної динаміки», працює на геостаціонарній орбіті з 2010 р. і визначає сумарний потік короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця, реєструє звукові хвилі у фотосфері Сонця та вимірює фотосферне магнітне поле з дуже високою роздільною здатністю.

Нині на етапі розробки перебуває місія «Сонячний зонд плюс» (Solar Probe Plus, SPP). Цей термостійкий зонд має наблизитися до Сонця на відстань 7 млн. км. щоб зібрати інформацію про склад і параметри сонячного вітру, корону та магнітні поля.

Удосконалення й розвиток космічних астрономічних обсерваторій триває безупинно. Водночас і наземні телескопи ще не сказали свого останнього слова в астрономії.

2. Автоматичні міжпланетні станції. Завдяки космонавтиці, астрономія отримала змогу не тільки виводити на орбіту Землі телескопи й обсерваторії, але й відправляти до тіл Сонячної системи автоматичні міжпланетні станції (АМС). Це суттєво розширило можливості астрономів у вивченні таких об’єктів, бо їх тепер можна не лише спостерігати з близької відстані, але й виконувати експерименти на їхніх поверхнях чи в атмосферах.

Про внесок окремих АМС у вивчення тіл Сонячної системи буде сказано у відповідних параграфах посібника (§§ 14—16). Тут коротко розгляньмо лише узагальнені дані. Космічні апарати побували біля всіх великих планет Сонячної системи. На поверхні Венери і Марса було здійснено посадки, а Меркурій, Юпітер і Сатурн вивчали орбітальні зонди. Уран, Нептун, а також карликову планету Плутон, вивчали космічні апарати, що летіли повз ці тіла.

З допомогою автоматичних міжпланетних станцій дистанційно досліджували супутники планет (Місяць, Фобос, Деймос, ґалілеєві супутники Юпітера та інші). На поверхню Титана, супутника Сатурна, здійснював посадку космічний зонд «Гюйґенс», доставлений в систему Сатурна АМС «Кассіні».

Космічні апарати вивчали дистанційно карликову планету Цереру, астероїди і комети. 2001 р. космічний зонд уперше здійснив м’яку посадку на поверхню астероїда (Ерос), на ядро комети Чурюмова-Герасименко зонд, доставлений АМС «Розетта», здійснив не дуже вдало посадку в 2014 р.

Навчальне завдання

• Поясніть, чому Космічний телескоп імені Джеймса Вебба націлено на спостереження в інфрачервоному діапазоні електромагнітного спектра.

Висновки

Атмосфера Землі має два «вікна прозорості» — в оптичному й радіо діапазонах та вибірково в деяких довжинах хвиль (1 — 13 мкм) інфрачервоної ділянки спектра, для інших випромінювань вона непрозора. Для їх реєстрації потрібно винести приймачі в космічний простір. Це вдалося зробити від початку (1957 р.) космічної ери. Нині в космосі працює багато різних телескопів і обсерваторій. До тіл Сонячної системи було спрямовано багато автоматичних міжпланетних станцій.

Запитання для самоперевірки

1. Чому є потреба виносити телескопи за межі атмосфери Землі?

2. Назвіть найуспішніший космічний телескоп для видимого діапазону електромагнітного спектра.

3. Охарактеризуйте небесні тіла і процеси, які вивчають в ультрафіолетовому, рентгенівському та гамма-діапазонах.

4. Назвіть 2—3 космічні обсерваторії для дослідження Сонця.

5. Що принципово нового дозволили досягти астрономам автоматичні міжпланетні станції.

Додаткові та цитовані джерела інформації до § 9

• Відьмаченко А.П. Астрономія з космосу. Науково-попул. лекція / Українська астрономічна асоціація. — К.: Вид. центр «Наше небо». — 36 с. — (Безстроковий національний проект «За астрономічну культуру в Україні»).

• Крячко І.П. Телескоп, який змінив наш погляд на Всесвіт.

(http://www.nashenebo.in.ua/index.php/nauka/teleskop-yakij-zminiv-nash-poglyad-na-vsesvit)

• Крячко І.П. Hitomi — новий крок рентгенівської астрономії.

(http://www.nashenebo.in.ua/index.php/nauka/hitomi-novyi-krok-renthenivskoi-astronomii)

• Крячко І.П. Сонячний зонд: ми хочемо зануритися в Сонце.

(http://www.nashenebo.in.ua/index.php/nauka/soniachnyi-zond-my-khochemo-zanurytysia-v-sontse)

• Свачій Л.М. Стратосферна інфрачервона обсерваторія «СОФІЯ».

(http://www.astrosvit.in.ua/statti/teleskopy-ta-observatoriji/stratosferna-infrachervona-observatoriia-

sofiya)

• Свачій Л.М. Орбітальний інфрачервоний телескоп «WISE».

(http://www.astrosvit.in.ua/statti/teleskopy-ta-observatoriji/orbital-nij-infrachervonij-teleskop-wise)

• Свачій Л.М. Нова космічна обсерваторія досліджує динаміку Сонця. (http://www.astrosvit.in.ua/statti/kosmichni-misii/nova-kosmichna-observatoriia-doslidzhuie- dynamiku-sontsia)

Додаток 1

Космічні телескопи та обсерваторії

 

Назва

Рік

Країна

Примітки

Радіодіапазон

 

Космічна обсерваторія «Радіоастрон» (зонд «Спектр-Р»)

2011

Росія

 
 

«Планк»

2009—2012

ЄКА

Реліктове

випромінювання

 

Зонд WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)

2001—2010

NASA

Реліктове

випромінювання

         

Інфрачервоний діапазон

         
 

Космічний телескоп «Спітцер»

2003

NASA

 
 

SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)

2009

NASA

Стратосферна

обсерваторія

 

Космічний телескоп «Гершель» (Herschel)

   

+

субміліметровий

діапазон

 

WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) — Широкосмуговий інфрачервоний дослідник

2009

NASA

 
         

Оптичний діапазон

 

КОРОТ (CoRoT — Convection Rotation and planetary Transits)

2006

Франція за участі ЄКА

Пошук

екзопланет

         

Ультрафіолет

 

КОПЕРНИК

1972

NASA за участі ЄКА

 
 

IUE

1978

NASA за участі

Від комет і

     

ЄКА і Британії

планет до далеких галактик

 

Астрон

1983

СРСР

Зорі, Нові й Наднові

 

FUSE Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer,

1999

NASA

 

Рентгенівський діапазон

 

Космічна обсерваторія «Чандра»

1999

NASA

Чорні діри, Наднові

 

масив телескопів NuSTAR

2012

NASA

Чорні діри, блазари, Наднові

γ-діапазон

 

Космічний гамма-телескоп SWIFT

2004

NASA

Космічні гамма сплески

 

Космічний телескоп «Фермі» (Fermi)

Fermi Gamma-ray Space Telescope (Гамма-променевий космічний телескоп Фермі)

2008

NASA

Активні ядра галактик, пульсари, пошук темної матерії

         

Для дослідження Сонця

 

Обсерваторія сонячної динаміки (Solar Dynamics Observatory, SDO)

11 лютого 2010

NASA

 
 

Зонд Hinode

2006

Японія

 
 

Зонди STEREO-A і STEREO-В

2006

NASA

 

Астрометрія

 

Зонд «Гайя» (Gaia)

2016

ЄКА

Створення 3-D карти Галактики

За результатами вивчення § 9 Ви маєте:

знати й розуміти

про застосування наземних і космічних телескопів для різних діапазонів

 

випромінювання; про результати спостережень наземних та космічних

 

телескопів.

уміти

пояснити потребу застосування космічних телескопів та автоматичних міжпланетних станцій для астрономічних досліджень.

оцінювати

застосування в наземному та космічному телескопобудуванні досягнень сучасної техніки й технологій.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.