Mokslas apie astronomija rūpinasi visatos objektais ir įvykiais. Tai svyruoja nuo žvaigždės ir planetos į galaktikos, Juodoji medžiagair tamsi energija. Astronomijos istorija alsuoja atradimų ir tyrinėjimų pasakojimais, pradedant pirmaisiais žmonėmis, kurie žiūrėjo į dangų, ir tęsėsi šimtmečiais iki šių dienų. Šių dienų astronomai, norėdami sužinoti apie viską iš anksčiau, naudoja sudėtingas ir sudėtingas mašinas bei programinę įrangą planetų ir žvaigždžių susidarymas į galaktikų susidūrimus ir pirmųjų žvaigždžių bei žvaigždžių susidarymas planetos. Pažvelkime tik į keletą iš daugelio jų tyrinėjamų objektų ir įvykių.
Iki šiol vieni įdomiausių astronomijos atradimų yra planetos aplink kitas žvaigždes. Jie vadinami egzoplanetos, ir atrodo, kad jie susiformuoja pagal tris „skonius“: antžeminius (uolinius), dujų milžinus ir dujų „nykštukus“. Kaip astronomai tai žino? Keplerio misija surasti planetas aplink kitas žvaigždes atskleidė tūkstančius planetos kandidatų visai netoliese esančioje mūsų galaktikos dalyje. Radę stebėtojai toliau tiria šiuos kandidatus naudodamiesi kitais kosminiais ar antžeminiais teleskopais ir specializuotais instrumentais, vadinamais spektroskopais.
Kepleris suranda egzoplanetas ieškodamas žvaigždės, kuri pritemsta, kai, mūsų požiūriu, planeta eina priešais ją. Tai rodo planetos dydį pagal tai, kiek žvaigždžių ji blokuoja. Norėdami nustatyti planetos sudėtį, turime žinoti jos masę, todėl galima apskaičiuoti jos tankį. Uolėta planeta bus daug tankesnė nei dujų milžinė. Deja, kuo mažesnė planeta, tuo sunkiau išmatuoti jos masę, ypač silpnoms ir tolimiausioms žvaigždėms, kurias tyrė Kepleris.
Žvaigždėse su kandidatais į egzoplanetą astronomai išmatavo sunkesnių už vandenilį ir helį, kuriuos astronomai vadina metalais, kiekį. Žvaigždė ir jos planetos formuojasi iš to paties medžiagos disko, todėl žvaigždės metališkumas atspindi protoplanetinio disko sudėtį. Atsižvelgdami į visus šiuos veiksnius, astronomai sugalvojo trijų „pagrindinių tipų“ planetų idėją.
Žvaigždžių likimui skirti du pasauliai, skriejantys už žvaigždės Kepler-56. Astronomai, tyrę Kepler 56b ir Kepler 56c, atrado, kad maždaug po 130–156 milijonų metų šias planetas praryja jų žvaigždė. Kodėl taip nutiks? „Kepler-56“ tampa a raudona milžinė žvaigždė. Senstant ji išpūtė maždaug keturis kartus didesnį nei Saulė dydį. Ši senatvės plėtra tęsis, ir galiausiai žvaigždė apjuos abi planetas. Trečioji planeta, skriejanti aplink šią žvaigždę, išliks. Kiti du bus įkaista, ištempti žvaigždės gravitacinio traukos, ir jų atmosfera užvirs. Jei manote, kad tai skamba svetimai, atsiminkite: vidinius mūsų vidinius pasaulius saulės sistema po kelių milijardų metų ištiks tokį patį likimą. „Kepler-56“ sistema mums parodo mūsų pačių planetos likimą tolimoje ateityje!
Tolimoje visatoje astronomai stebi kaip keturis galaktikų sankaupos susidurti vienas su kitu. Be žvaigždžių suliejimo, veiksmas taip pat išskiria didžiulį rentgeno ir radijo spinduliavimą. Žemės aplink orbitą Hablo kosminis teleskopas (HST) ir „Chandra“ observatorija, kartu su Labai didelis masyvas (VLA) Naujojoje Meksikoje ištyrė šią kosminio susidūrimo sceną, kad astronomai galėtų suprasti mechaniką, kas nutinka, kai galaktikų klasteriai sudužo vienas į kitą.
HST vaizdas sudaro šio sudėtinio vaizdo foną. Rentgeno spinduliuotė, aptinkama Čandra yra mėlynos spalvos, o VLA matyta radijo spinduliuotė yra raudona. Rentgeno spinduliai atsekia karštų, nestiprių dujų buvimą regione, kuriame yra galaktikų sankaupos. Didelis, keistai raudonos spalvos bruožas centre tikriausiai yra regionas, kuriame sukrėsti susidūrimai yra greitėjančios dalelės, kurios tada sąveikauja su magnetiniais laukais ir skleidžia radiją bangos. Tiesus, pailgas radiją skleidžiantis objektas yra priešakinė galaktika, kurios centrinė juodoji skylė greitina dalelių srautą dviem kryptimis. Raudonas objektas kairėje apačioje yra radijo galaktika, kuri tikriausiai patenka į klasterį.
Netoli Paukščių Tako (30 milijonų šviesmečių, visai šalia kosminio atstumo) yra galaktika, vadinama M51. Galbūt girdėjote, kad jis vadinamas sūkuriu. Tai spiralė, panaši į mūsų pačių galaktiką. Nuo Paukščių Tako jis skiriasi tuo, kad susiduria su mažesniu kompanionu. Susijungimas sukelia žvaigždžių susidarymo bangas.
Stengdamiesi daugiau sužinoti apie žvaigždes formuojančius regionus, juodąsias skyles ir kitas patrauklias vietas, astronomai pasinaudojo „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija rentgeno spinduliuotei iš M51 surinkti. Šis vaizdas parodo, ką jie matė. Tai matomos šviesos atvaizdas, padengtas rentgeno duomenimis (purpurine spalva). Dauguma rentgeno šaltinių tai Čandra pjūklas yra rentgeno dvejetainiai įrašai (XRB). Tai yra poros objektų, kur kompaktiška žvaigždė, tokia kaip neutroninė žvaigždė arba, rečiau, juodoji skylė, užfiksuoja medžiagą iš besisukančios žvaigždės kompanionės. Medžiagą pagreitina intensyvus kompaktiškos žvaigždės gravitacinis laukas ir kaitinama iki milijonų laipsnių. Tai sukuria ryškų rentgeno spindulių šaltinį. Čandra stebėjimai rodo, kad mažiausiai dešimt M51 XRB yra pakankamai ryškūs, kad juose būtų juodų skylių. Aštuoniose iš šių sistemų juodosios skylės gali surinkti medžiagą iš žvaigždžių kompanionų, kurie yra daug masyvesni už Saulę.
Masiškiausios iš naujai suformuotų žvaigždžių, kurios sukuriamos reaguojant į artėjančius susidūrimus, greitai gyvens (tik keletą milijonų metų), mirs jaunos ir žlugs, sudarydamos neutronines žvaigždes ar juodąsias skyles. Didžioji dalis XRB, turinčių juodųjų skylių M51, yra netoli tų regionų, kur formuojasi žvaigždės, parodydamos jų ryšį su lemtingu galaktikos susidūrimu.
Visur, kur astronomai žvelgia į visatą, jie randa galaktikos kiek jie mato. Tai yra naujausias ir spalvingiausias tolimosios visatos žvilgsnis Hablo kosminis teleskopas.
Svarbiausias šio puošnaus įvaizdžio, kuris yra 2003 ir 2012 m. Padarytų ekspozicijų, rezultatas „Advanced Camera for Surveys“ ir „Wide Field Camera 3“ suteikia trūkstamą žvaigždutę formavimas.
Astronomai anksčiau tyrė Hablo ypač gilų lauką (HUDF), kuris užima nedidelę erdvės dalį, matomą iš pietinio pusrutulio žvaigždyno „Fornax“, matomoje ir artimojo infraraudonojoje šviesoje. Ultravioletinės šviesos tyrimas kartu su visais kitais įmanomais bangų ilgiais pateikia tos dangaus dalies, kurioje yra apie 10 000 galaktikų, vaizdą. Seniausios atvaizdo galaktikos atrodo taip, kaip jos būtų praėjus vos keliems šimtams milijonų metų po Didžiojo sprogimo (įvykis, kuris pradėjo erdvės ir laiko plėtimąsi mūsų visatoje).
Ultravioletinė šviesa yra svarbi žiūrint atgal taip toli, nes ją skleidžia karščiausios, didžiausios ir jauniausios žvaigždės. Stebėdami šiuos bangos ilgius, tyrėjai tiesiogiai pažvelgia, kurios galaktikos formuoja žvaigždes ir kur žvaigždės formuojasi tose galaktikose. Tai taip pat leidžia jiems suprasti, kaip laikui bėgant išaugo galaktikos iš mažų karštų jaunų žvaigždžių kolekcijų.