Sofisticiran instrument

Nestvarnu obljetnicu slavi američki teleskop: Hubble ostario u rodilištu

Vedrana Simičević

Foto Reuters

Foto Reuters

Po zemaljskim mjerilima četvrt stoljeća je malo, ali čuveni teleskop kojem rok trajanja istječe za samo 7-8 godina već sada je ušao u legendu, ako ni zbog čega, a ono zbog slavne fotografije »stupovi kreacije«, nakupine međuzvjezdanog plina i prašine ili »inkubatoru« novih zvijezda



Hubble, veliki svemirski teleskop kojim zajednički upravljaju ESA i NASA, ove godine slavi 25. godišnjicu funkcioniranja u Zemljinoj orbiti. U ta je dva i pol desetljeća vjerojatno najslavniji teleskop u ljudskoj povijesti revolucionalizirao je modernu astronomiju dopustivši znanstvenicima da pogledaju dublje u svemir bez »prepreke« koju predstavlja Zemljina atmosfera. 


  Naime, iako je sa Zemlje vidljivo svjetlo zvijezda dalekih galaksija, u posljednjih nekoliko mikrosekundi prije no stigne do teleskopskih leća na površini našeg planeta, svjetlo mora proći kroz turbulentnu Zemljinu atmosferu i »fini« detalji svemira u taj posljednji trenutak postaju zamućeni. Iz istog razloga nam se čini da zvijezde, kad ih promatramo golim okom, trepere na tamnoj pozadini. Najlogičniji način da se riješi ovaj problem bilo je postavljanje teleskopa u Zemljinu orbitu, gdje je njegov zadatak da skuplja vidljivo svjetlo i hvata »nevidljive« infracrvene i ultraljubičaste valne duljine koje su inače potpuno isfiltrirane u atmosferi. 


 Njemačka ideja


  Sa svoje pozicije u orbiti, 600 kilometara iznad Zemlje, Hubble može detektirati svjetlo pet puta jasnije no što mogu teleskopi na površini Zemlje i na taj način »pogledati« duboko u Svemir otkrivajući jednu po jednu skrivenu tajnu. 




  Ideja da se »problem« atmosfere premosti slanjem teleskopa u svemir predložena je još dvadesetih godina 20. stoljeća, štoviše njemački inženjer Herman Oberth opisao ju je još 1923. u knjizi »Die Rakete zu den Planeträumen«.



Jedno od najvažnijih područja astronomije koje je posljednjih dvadeset godina unaprijedio Hubble svakako je i potraga za novim planetima. Do vremena kad je lansiran, astronomi nisu našli niti jedan planet izvan Sunčevog sustava, no danas je poznato više od 1500 ekstrasolarnih planeta u našoj galaksiji koji su većinom otkriveni pomoću teleskopa na Zemlji. Ipak, upravo je Hubble bio taj koji je svojim mjerenjima demonstrirao da naša galaksija, Mliječna staza, sadrži vjerojatno milijarde planeta. Prepoznati su novi tipovi planeta koji obilaze oko svojih zvijezda u vremenu kraćem od dana na Zemlji, a analize podataka s Hubblea pokazale su i da atmosfera nekih ekstrasolarnih planeta sadrži natrij, kisik, ugljik i vodik, te su otkrivene i naznake potencijalnog postojanja ugljičnog dioksida, metana i vode. Drugim riječima, Hubble je pokazao da bi oko nekih zvijezda mogli kružiti planeti s potencijalom razvijanja života.



No kao što to biva s velikim vizijama, kao što je primjerice i ona slovensko-hrvatskog inženjera i znanstvenika Hermana Potočnika o geostacionarnom satelitu, proći će još desetljeća prije no što ideja postane realnost. Službena povijest projekta Hubble kaže da je 1946. američki astrofizičar Lyman Spitzer prvi predložio konkretniji plan za svemirski teleskop i potom lobirao za tu ideju idućih gotovo 30 godina.


Sredinom sedamdesetih u projekt 3 metra dugačkog teleskopa u orbiti službeno su zajedničkim snagama krenule NASA i ESA, a prva sredstva počela su se prikupljati 1977. kad je ujedno i odlučeno da će se teleskop zvati po američkom astronomu Edwinu Powellu Hubbleu zaslužnom za ranu teoriju o ekspanziji svemira. Teleskop je s vremenom skraćen na 2.4 metra, precizne leće dovršene su 1981., a cijela letjelica 1985. godine.


Tragedija letjelice  Challenger odgodila je Hubbleov put u svemir za još nekoliko godina, pa je satelit lansiran tek 1990. godine u orbitu. Početno uzbuđenje astronoma ubrzo je, međutim, utišala ozbiljna greška na Hubbleovim lećama koja je nije dopuštala da satelit snima oštre fotografije. Tijekom iduće godine ESA-ini i NASA-ini znanstvenici i inženjeri osmislili su »korektivni« optički paket koji je potom grupa astronauta krajem 1993 u tzv. 


 Stalni servis


  Prvoj servisnoj misiji, jednoj od najkompleksnijih i najuspješnijih ljudskih »shuttle« misija u orbiti, instalirala na satelit. 



Pomoću instrumenata s Hubblea astronomi su uspjeli i po prvi put konstruirati trodimenzionalnu kartu tamne materije analizirajući snimke pola milijuna udaljenih galaksija, te analizirati distribuciju tamne materije u titanskim sudarima klustera galaksija. 



  Hubble je u ovih 25 godina funkcioniranja potom doživio još četiri »servisa« i nadogradnje – 1997. godine instalirana su prva dva nova instrumenta, 1999. godine izmijenjeni su mnogi tehnički sustavi na satelitu, 2002. godine ugrađena su dodatna tehnološka poboljšanja, dok je 2009. godine među ostalim postavljena i nova kamera, a sam je satelit zahvaljujući servisnim misijama tada već postao 100 puta moćniji u odnosu na dan kad je lansiran. Kako se 2011. ugasio američki državni program letova u svemir, daljnje preinake na satelitu više neće biti moguće, no znanstvenici očekuju da će Hubble funkcionirati barem još 7 do 8 godina. 


  Od početka devedesetih do danas Hubble, jedan od najsofisticiranijih instrumenata ikad stvorenih, unaprijedio je gotovo sva područja astronomije. Teleskop je snimio više od 30 tisuća objekata, te snimio gotovo 600 tisuća fotografija, među kojima neke – poput one na kojoj su uhvaćeni slavni »stupovi kreacije«, nakupine međuzvjezdanog plina i prašine u regiji udaljenoj 7000 svjetlosnih godina od Zemlje koje služe kao »inkubatori« za nove zvijezde – i dandanas oduzimaju dah. Zanimljivo je da je u siječnju ove godine, slaveći 25. godišnjicu, znanstveni tim koji koordinira satelitom izdao još ljepšu i detaljniju fotografiju znamenitih »stupova kreacije«.  

Tamna energija


Osim što je tijekom posljednjih 25 godina uvelike unaprijedio saznanja o našem Sunčevom sustavu, dajući detaljan »pogled« na planete i njihove mjesece, te asteroide i komete, među glavna Hubbleova »otkrića« svakako spadaju dokazi o tamnoj energiji u svemiru – toj misterioznoj dominantnoj sili koja udaljava galaksije jednu od druge i njezinoj »borbi« s gravitacijom. Iako se ni dandanas o tamnoj energiji ne zna puno, proučavajući putem Hubblea daleke supernove, znanstvenici su uspjeli ući u trag ovoj misterioznoj energiji sve unatrag 9 milijardi godina, kad je svemir bio upola manji no danas. 



U listopadu 2018. godine u orbitu bi trebao biti lansiran veliki svemirski »infracrveni« teleskop nove generacije, The James Webb teleskop (JWST ili kako ga znanstvenici već od milja zovu Webb). Novi teleskop trebao bi analizirati sve stadije razvoja svemira, od Velikog praska do formacije solarnih sustava sposobnih podržavati život na planetima poput Zemlje. Satelit je ime dobio po NASA-inom glavnom »državnom administratoru« Jamesu Webbu kojeg se smatra najzaslužnijim za ekspanziju NASA-e tijekom predsjedničkih mandata Kennedyja i Johnsona. Novi svemirski satelit projekt je kolaboracije između NASA-e, ESA-e te Kanadske svemirske agencije, a biti će višestruko tehnički napredniji i moćniji od Hubblea. 



  Jedna od Hubbleovih najvećih zasluga je i pronalazak odgovora na pitanje koliko je svemir star. Do lansiranja Hubblea, glavna metoda oslanjala se na pronalaženje brzine ekspanzije svemira – tzv. »Hubbleove konstante« čija je vrijednost, međutim bila vrlo neprecizna. Svemirski satelit znanstvenicima je pomogao mjereći svjetlost desetaka pulsirajućih zvijezda koje su na tisuće puta sjajnije od Sunca. Znajući razinu njihovog sjaja, astronomi su mogli izračunati i njihovu udaljenost od Zemlje, što im je u konačnici uz cijeli niz ostalih podataka pomoglo da preciznije utvrde »Hubbleovu konstantu«, te starost svemira koja je procijenjena na oko 13.75 milijarda godina.  

  Hubbleovo »skeniranje« dubokog svemira pokazalo je i kako se svemir razvijao tijekom vremena, ukazujući na dokaze da su se galaksije spajale tvoreći mega-galaskije koje vidimo danas. Hubbleove fotografije »dubokog« svemira otkrile su galaksije koje su postojale kad je svemir bio star samo 600 milijuna godina, a koje su manjeg i drugačijeg oblika no današnje velike spiralne i eliptične galaksije. Ta su opažanja astronomima dozvolila »pogled« u evoluciju svemira. Fotografije s Hubblea pokazale su i guste, centralne regije galaksija, dokazujući da se u središtima gotovo svih velikih galaksija nalaze masivne crne rupe koje svojom gravitacijom upijaju sve oko sebe.


Ove velike »gutajuće mašine« ne mogu biti snimljene direktno, već je Hubble dokaze o njihovom postojanju i ogromnoj masi »pronašao« mjereći brzine materijala u njihovoj blizini. Analize podataka prikupljenih Hubbleom pokazale su da je masa crne rupe ovisna o težini centralne skupine zvijezda njene galaksije »domaćina«, što bi moglo značiti da su se zajedno razvijale.