Vetenskapen om astronomi oroar sig med föremål och händelser i universum. Detta sträcker sig från stjärnor och planeter till galaxer, mörk materia, och mörk energi. Astronomiens historia är fylld med berättelser om upptäckt och utforskning, som börjar med de tidigaste människor som såg till himlen och fortsätter genom århundradena till nutiden. Dagens astronomer använder komplexa och sofistikerade maskiner och programvara för att lära sig om allt från bildande av planeter och stjärnor till galaxernas kollisioner och bildandet av de första stjärnorna och planeter. Låt oss ta en titt på bara några av de många objekt och händelser de studerar.
Överlägset är några av de mest spännande astronomiska upptäckterna planeter runt andra stjärnor. Dessa kallas exoplaneteroch de verkar bildas i tre "smaker": mark (stenig), gasjättar och gas "dvärgar". Hur vet astronomer detta? Kepler-uppdraget att hitta planeter runt andra stjärnor har avslöjat tusentals planetkandidater i bara den närliggande delen av vår galax. När de väl hittats fortsätter observatörer att studera dessa kandidater med andra rymdbaserade eller markbaserade teleskop och specialinstrument som kallas spektroskop.
Kepler hittar exoplaneter genom att leta efter en stjärna som dimmar när en planet passerar framför den ur vår synvinkel. Det säger oss planetens storlek baserat på hur mycket stjärnbelysning den blockerar. För att bestämma planetens sammansättning behöver vi veta dess massa, så att densiteten kan beräknas. En stenig planet kommer att vara mycket tätare än en gasjätt. Tyvärr, ju mindre en planet, desto svårare är det att mäta sin massa, särskilt för de svaga och avlägsna stjärnorna som undersöks av Kepler.
Astronomer har uppmätt mängden element tyngre än väte och helium, som astronomer gemensamt kallar metaller, i stjärnor med exoplanetkandidater. Eftersom en stjärna och dess planeter bildas från samma skiva av material återspeglar metalliciteten hos en stjärna sammansättningen av den protoplanetära skivan. Med beaktande av alla dessa faktorer har astronomer kommit på idén om tre "grundläggande typer" av planeter.
Två världar som kretsar kring stjärnan Kepler-56 är avsedda för stellar undergång. Astronomer som studerade Kepler 56b och Kepler 56c upptäckte att om cirka 130 till 156 miljoner år kommer dessa planeter att svälja upp av sin stjärna. Varför kommer detta att hända? Kepler-56 håller på att bli en röd jätte stjärna. När den åldras har den uppblåst till cirka fyra gånger storleken på solen. Denna ålderdomutvidgning kommer att fortsätta, och så småningom kommer stjärnan att uppsluka de två planeterna. Den tredje planeten som kretsar runt denna stjärna kommer att överleva. De andra två kommer att bli uppvärmda, sträckta av stjärnans gravitationskraft, och deras atmosfärer kommer att koka bort. Om du tycker att detta låter främmande, kom ihåg: våra inre världar solsystem kommer att möta samma öde på några miljarder år. Kepler-56-systemet visar oss vår egen planes öde i en avlägsen framtid!
I det avlägsna universum tittar astronomer som fyra kluster av galaxer kolliderar med varandra. Förutom att blanda stjärnor, släpper åtgärden också enorma mängder röntgen- och radioutsläpp. Jorden kretsar Hubble rymdteleskop (HST) och Chandra Observatory, tillsammans med Mycket stort array (VLA) i New Mexico har studerat denna kosmiska kollisionsscen för att hjälpa astronomer att förstå mekaniken för vad som händer när galaxklyngar kraschar in i varandra.
De HST bild bildar bakgrunden för denna sammansatta bild. Röntgenemissionen upptäckt av Chandra är i blått och radioutsläpp sett av VLA är i rött. Röntgenstrålarna spårar förekomsten av heta, spetsig gas som genomsyrar regionen som innehåller galaxkluster. Den stora, konstigt formade röda funktionen i mitten är förmodligen en region där chocker orsakade av kollisioner är accelererande partiklar som sedan interagerar med magnetfält och avger radio vågor. Det raka, långsträckta radioemitterande föremålet är en förgrundsgalax vars centrala svarta hål accelererar partiklar i två riktningar. Det röda objektet längst ner till vänster är en radiogalax som troligen faller in i klustret.
Det finns en galax där ute, inte så långt från Vintergatan (30 miljoner ljusår, precis intill kosmiskt avstånd) som heter M51. Du kanske har hört den kallade bubbelpoolen. Det är en spiral, liknande vår egen galax. Det skiljer sig från Vintergatan genom att det kolliderar med en mindre följeslagare. Fusionens verkan utlöser stjärnbildningar.
I ett försök att förstå mer om dess stjärnbildande regioner, sina svarta hål och andra fascinerande platser använde astronomer Chandra röntgenobservatorium för att samla upp röntgenutsläpp som kommer från M51. Den här bilden visar vad de såg. Det är en sammansättning av en synlig ljusbild överlagrad med röntgendata (i lila). De flesta röntgenkällor som Chandra såg är röntgenbinarier (XRB). Dessa är par av föremål där en kompaktstjärna, till exempel en neutronstjärna eller, mer sällan, ett svart hål, fångar material från en kretsande följeslagare. Materialet påskyndas av kompaktstjärnens intensiva gravitationsfält och värms upp till miljoner grader. Det skapar en ljus röntgenkälla. De Chandra observationer avslöjar att minst tio av XRB: erna i M51 är tillräckligt ljusa för att innehålla svarta hål. I åtta av dessa system fångar de svarta hålen sannolikt material från följeslagare som är mycket mer massiva än solen.
De mest massiva av de nybildade stjärnorna som skapas som svar på de kommande kollisionerna kommer att leva snabbt (bara några miljoner år), dö unga och kollapsa för att bilda neutronstjärnor eller svarta hål. De flesta av XRB: er som innehåller svarta hål i M51 är belägna nära regioner där stjärnor bildas, vilket visar deras koppling till den ödesdigra galaktiska kollisionen.
Överallt där astronomer tittar i universum, hittar de galaxer så långt de kan se. Detta är den senaste och mest färgstarka blicken på det avlägsna universum som gjorts av Hubble rymdteleskop.
Det viktigaste resultatet av denna underbara bild, som är en sammansättning av exponeringar som togs 2003 och 2012 med avancerad kamera för undersökningar och bredfältskamera 3 är att den ger den saknade länken i stjärnan bildning.
Astronomer studerade tidigare Hubble Ultra Deep Field (HUDF), som täcker ett litet avsnitt av rymden som är synlig från den södra halvklotskonstellationen Fornax, i synligt och nära infrarött ljus. Studien med ultraviolett ljus, i kombination med alla andra tillgängliga våglängder, ger en bild av den del av himlen som innehåller cirka 10 000 galaxer. De äldsta galaxerna i bilden ser ut som de skulle bara några hundra miljoner år efter Big Bang (händelsen som började utvidgningen av rum och tid i vårt universum).
Ultraviolett ljus är viktigt för att titta tillbaka så långt eftersom det kommer från de hetaste, största och yngsta stjärnorna. Genom att observera på dessa våglängder får forskare en direkt titt på vilka galaxer som bildar stjärnor och var stjärnorna bildas i dessa galaxer. Det låter dem också förstå hur galaxer växte med tiden, från små samlingar av heta unga stjärnor.