Розгадка таємниці: Як телескопи бачать космічне минуле

Коли ви дивитеся на нічне небо, мерехтливі вогні зірок насправді є посланнями з минулого. Ці небесні об'єкти випромінювали світло мільйони або навіть мільярди років тому і лише щойно досягли Землі. То як же телескопи можуть «бачити» такі далекі галактики?

Навіть попри те, що Місяць знаходиться так близько до нас, світлу від нього все одно потрібно 1,3 секунди, щоб досягти очей спостерігача. (Джерело: NASA)

Світло – послання з давнього всесвіту

Небесні об'єкти у Всесвіті постійно випромінюють електромагнітне випромінювання, включаючи світло, яке може бачити людське око. Це світло поширюється зі швидкістю близько 300 000 км/с. Коли ми кажемо, що галактика знаходиться на відстані 13 мільярдів світлових років від Землі, це означає, що світло від цієї галактики досягло нас за 13 мільярдів років. Тож телескопи бачать не сьогодення, а минуле Всесвіту.

Людське око має дуже обмежену здатність збирати світло. Тим часом телескоп діє як гігантський збирач світла. Здатність телескопа збирати світло пропорційна квадрату діаметра головного дзеркала. Наприклад, телескоп діаметром 2 м має в 4 рази більшу здатність збирати світло, ніж телескоп з діаметром 1 м.

Телескоп, розташований на вершині Мауна-Кеа (Гаваї), має 10-метрове дзеркало, яке може збирати світла в 600 000 разів більше, ніж людське око. Завдяки цьому він може спостерігати галактики, що знаходяться на відстані понад 13 мільярдів світлових років від нас.

Обсерваторія Віри К. Рубін є одним із найсучасніших наземних телескопів у світі. (Джерело: Обсерваторія Рубіна) — Обсерваторія Віри К. Рубін є одним із найсучасніших наземних телескопів у світі . (Джерело: Обсерваторія Рубіна)

Обсерваторія Віри К. Рубін — один із найсучасніших наземних телескопів у світі, побудований на вершині гори Серро-Пачон у Чилі. Обсерваторія Віри К. Рубін побачить «перше світло» 23 червня 2025 року, що ознаменує початок роботи телескопа та запис перших зображень з космосу.

За понад сім годин спостережень Рубін зробив 678 зображень, розкриваючи деталі Потрійної туманності, туманності Лагуна та тисяч далеких галактик. Водночас телескоп також відкрив понад 2000 нових астероїдів, продемонструвавши свою здатність відстежувати об'єкти в Сонячній системі.

Рубін розпочав 10-річну фазу дослідження – Legacy Survey of Space and Time (LSST) – для створення «космічного фільму» про еволюцію галактик, зірок і планет.

Скупчення галактик Кома знаходиться на відстані понад 300 мільйонів світлових років від Землі – доказ того, що технології, які можуть допомогти людству, були знайдені безпрецедентним чином. (Джерело: Обсерваторія Рубіна)

Коли технології допомагають людству бачити невидиме

Космічний телескоп імені Джеймса Вебба (JWST), запущений у 2021 році, є найсучаснішим інструментом на сьогодні. Первинне дзеркало Вебба має діаметр 6,5 м, а площа збору світла — понад 25 м².

Через розширення Всесвіту світло від далеких галактик розтягується в інфрачервоні хвилі – це явище називається «червоним зміщенням». Телескоп Вебба розроблений для виявлення цього світла, що дозволяє нам «зазирнути в минуле» на ранній Всесвіт.

У серпні 2025 року Вебб зробив знімок Глибокого поля Хаббла – крихітної області неба, яка охоплює лише 1/12,7 мільйонної частини неба, але містить понад 2500 далеких галактик, деякі з яких утворилися лише через 300–400 мільйонів років після Великого вибуху.

Роздільна здатність телескопа залежить від його апертури. Згідно з критерієм Релея, кутова роздільна здатність обернено пропорційна діаметру дзеркала. Космічний телескоп «Габбл» з апертурою 2,4 м має роздільну здатність 0,05 кутової секунди, чого достатньо, щоб розрізнити окремі зірки в галактиці Андромеди, що знаходиться на відстані 2,5 мільйона світлових років від нас.

Європейський надзвичайно великий телескоп (ELT), який будується в Чилі, матиме первинне дзеркало діаметром 39,3 м. Після завершення будівництва ELT матиме роздільну здатність до 0,001 кутової секунди, що дозволить здійснювати прямі спостереження за поверхнями екзопланет.

Телескопи не проникають у космос, а фіксують та декодують давні фотони, які подолали мільярди світлових років. Завдяки сучасним технологіям людство поступово розширює межі космічних спостережень, відкриваючи таємниці походження та еволюції галактик, зірок і планет.

Пан Куанг

Джерело: https://vtcnews.vn/giai-ma-bi-an-cach-kinh-thien-van-nhin-thay-qua-khu-vu-tru-ar972298.html