С развитием, начиная с 1930-х годов, абсолютно новой аппаратуры астрономы смогли вести наблюдения за рамками видимого излучения в диапазоне электромагнитного спектра. Так родились "разные" астрономии, каждая из которых характеризуется своей длиной волны: радиоволнами, инфракрасным излучением, ультрафиолетовым, рентгеновскими лучами и гамма-излучением. Часто современный астроном является специалистом по какому-то определенному спектру или только по какому-то определенному сочетанию различных диапазонов, которые могут дать определенную информацию о наблюдаемом объекте, аппаратура, которой пользуются астрономы для наблюдений не только за видимыми объектами, сильно отличается от традиционных телескопов и в большинстве случаев находится на борту спутников, находящихся на орбите Земли. Ведь земная атмосфера поглощает почти все электромагнитное излучение, идущее из космоса, кроме видимого (оно идет из областей, которые видны невооруженным глазом), и смещается в сторону инфракрасного и радиоизлучения.
РАДИОАСТРОНОМИЯ. Радиоастрономия родилась в 1930-е годы и пользуется так называемыми радиотелескопами, для настройки которых используются специальные шумы.
ИНФРАКРАСНАЯ АСТРОНОМИЯ. Инфракрасное излучение находится вне видимости на очень длинных волнах приблизительно до 100 мк (1 мк = 0,001 мм). Оно поглощается в верхних слоях земной атмосферы, в особенности водяными парами. Чтобы вести наблюдения в инфракрасном диапазоне (даже на близком расстоянии), используют телескопы, установленные на большой высоте. Аппаратуру, используемую в инфракрасной астрономии, устанавливают на воздушных шарах, самолетах или чаще всего на спутниках. Первые астрономические наблюдения в инфракрасном диапазоне были осуществлены случайно в 1800 году Уильямом Гершелем, который заметил, что термометр, расположенный выше красной границы солнечного спектра, регистрирует повышение температуры. Иными словами, инфракрасное излучение связано с теплотой.
Развитие современной инфракрасной астрономии началось после Второй мировой войны, во время которой в военных целях были разработаны приборы ночного видения. Так как инфракрасное излучение сильнее у холодных объектов, в астрономии инфракрасный диапазон используют для наблюдения за планетами или пылевыми облаками и для звезд таких остаточных спектральных типов, как К и М. Некоторые относительно холодные объекты (даже тело человека) испускают в основном инфракрасные лучи. Излучение связано с вращательным и колебательным движением молекул, из которых состоят тела.
УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ АСТРОНОМИЯ. Наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне почти полностью ведутся в космосе. Первые такие наблюдения были проведены в 1950-е годы с помощью аппаратуры, установленной на ракетах. Ультрафиолетовые лучи поглощаются атмосферой, в особенности озоном и кислородом.
Условно ультрафиолетовое излучение делят на ближнее (длина волны 3000-900 А) и дальнее (900-100 А).
Первым было изучено ультрафиолетовое излучение Солнца. И только начиная с 1960-х годов стало возможным изучать в этом диапазоне другие самые яркие звезды. Тем не менее ракеты были в состоянии продержаться на максимальной высоте (около 150 км) лишь несколько минут, и поэтому замеры можно было делать только в очень коротком интервале времени.
Для наблюдений в близком ультрафиолетовом диапазоне используют аппаратуру, похожую на оптические телескопы. Такое обстоятельство способствовало разработке этой области электромагнитного спектра непосредственно после видимой. Из спутников, которые в последнее время играют основную роль в наблюдениях в ультрафиолетовом диапазоне, назовем ОАО-2 (1970), IUE (International Ultraviolet Explorer - Международный ультрафиолетовый зонд, 1978) и EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer - ультрафиолетовый зонд 1992 года). Но и космический телескоп "Хаббл", хотя и работает в основном с видимыми объектами, может осуществлять наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне.
Главными достижениями ультрафиолетовой астрономии стали: выявление холодного газового гало, которое окружает Млечный Путь и другие галактики, открытие потери материи звездами в виде звездного ветра, а также изучение процессов эволюции бинарных систем (новых и Х-бинарных систем). Кроме того, со всей очевидностью были выявлены выбросы водяного пара кометами и спектр сверхновой SN1987А. Что касается наблюдений в далеком ультрафиолетовом диапазоне, то для них, напротив, нельзя использовать обычные телескопы, в которых фотоны из-за своей высокой энергии вместо того, чтобы отражаться, поглощаются самими отражателями. Поэтому используют аппаратуру с обтекающей оптикой с отражателями, на которые ультрафиолетовые лучи падают под большим углом, а не под прямым, отражаясь, а затем фокусируясь в аппаратуре.
РЕНТГЕНОВСКАЯ АСТРОНОМИЯ. Рентгеновский диапазон электромагнитного спектра также условно делится на две части: "мягкие" рентгеновские лучи (длина волны от 1 до 10 мм) и жесткие рентгеновские лучи (от 0,01 до 1 мм). При не очень большой силе сигнала можно также использовать аппаратуру с обтекающей оптикой. Но для наблюдения в жестких рентгеновских лучах аппаратура (установленная на борту спутника) состоит из разных частей: своего рода телескопа, собирающего рентгеновское излучение в узкий пучок и создающего изображение, и механизма обнаружения, преобразующего энергию, принесенную фотонами рентгеновского излучения в электронные сигналы. Эти сигналы позволяют установить количество энергии, по-ложение в детекторе, продолжительность события, породившего излучение, полярность и т. д. Поначалу в рентгеновской астрономии аппаратуру устанавливали на воздушных шарах (приблизительно на высоте 40 км), затем - на ракетах и наконец на спутниках. В 1948 году эту аппаратуру установили на ракете V2 и открыли рентгеновское излучение Солнца, а в 1960 году получили первое изображение этого светила в рентгеновском диапазоне. В 1962 году группа ученых, среди которых были итальянцы Росси и Джаккони, установила счетчик Гейгера на ракете, просуществовавшей 350 с, обнаружив источник рентгеновского излучения в Ско-Х1. В 1966 году был открыт первый внегалактический источник рентгеновского излучения. Им оказалась гигантская эллиптическая галактика М87. В 1970 году был запущен первый спутник для рентгеновской астрономии, который был назван "Ухуру". За ним последовали "Эйнштейн" (1978), НЕАО (High Energy Astronomical Observatory - Астрономическая обсерватория высокой энергии с обтекающей оптикой) и другие. Современная аппаратура для рентгеновской астрономии имеет разрешение 0,5. Небесные галактические источники рентгеновского излучения часто бывают связаны с бинарными системами, имеющими в своем составе объект высокой плотности (например, нейтронную звезду), излучение которых по большей части не рассеянное. Среди внегалактических источников - активные галактические ядра, галактики и скопления галактик.
ГАММА-АСТРОНОМИЯ. Гамма-лучи, идущие из космоса, тоже делятся на "мягкие" (от 0,001 до 0,01 мм) и жесткие (менее 0,001 мм).
Для обнаружения гамма-лучей, как и для рентгеновских, используют аппаратуру, которая ближе к детекторам частиц, чем к телескопам. Первый спутник для гамма-астрономии - COS-B - был запущен в 1975 году. Он обнаружил в небе два источника гамма-излучения, находящихся на противоположных сторонах от центра галактики. Один из них был связан с Крабовидной туманностью созвездия Тельца, остатком сверхновой, внутри которого находится пульсар, а другой, природа которого пока не выяснена, был назван "Джеминга".
Затем в 1991 году НАСА запустило на орбиту спутник GRO (Gamma Ray Observatory - Обсерватория гамма-излучения), предназначенный для проведения различных экспериментов в гамма-астрономии.
Среди открытий в этой области электромагнитного спектра вспомним следующие: диффузное излучение (неравномерное) нашей Галактики и выявление ядер с особо интенсивным излучением, например в созвездиях Парус и Лебедь. Из внегалактических источников назовем квазар 3S273.
| << Назад | Далее >> |
