Hubble-romteleskopet

Observatoriet fikk navnet Hubble etter den amerikanske astronomen Edwin Powell Hubble (1889–1953) som i 1922, med Hooker-teleskopet ved Mount Wilson observatoriet, viste at Melkeveien bare er én blant mange galakser i universet. Noen år senere fant han at galaksene beveger seg fra hverandre, noe som viste at universet utvider seg.

Den 25. april 1990 ble Hubbler Space Telescope (HST) brakt opp i sin nær sirkulære bane, 539 kilometer over jordoverflaten, med romfergen Discovery. Med hastighet på 7,59 kilometer per sekund bruker den 95 minutter og 25 sekunder per runde.

HST vil kunne holde seg i denne banen fram til 2028 – 2040. Det vil gradvis tape høyde og til slutt falle inn i jordatmosfæren og gå i oppløsning.

Teleskopet er en Cassegrain reflektor med Ritchey–Chrétien type optiske speilflater som er mest vanlig for store astronomiske teleskoper. Hovedspeilets diameter 2,4 meter gir en bildeskarphet som svarer til 0,05 buesekunder. Speilflatene ble belagt med et tynt lag aluminium/magnesium for å sikre god refleksjonsevne for ultrafiolett, synlig og nær infrarød stråling.

Hubble romobservatorium ble bygget for effektiv bruk av fem forskjellige vitenskapelige instrumenter i bildefokus. Blant disse er Wide Field Camera 3 (WFC3) som gir skarpe bilder fra ultrafiolett til nær infrarød stråling, over hele teleskopets synsfelt. Advanced Camera for Survey (ACS) er et lignende kamera med spesielt høy følsomt for synlig lys. Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) er et kombinert kamera og spektrograf og Cosmic Origin Spectrograph (COS) er spesielt tilpasset ultrafiolett stråling. Instrumentene er blitt jevnlig vedlikeholdt og noen er etter hvert blitt utskiftet med forbedrede versjoner.

I motsetning til observatorier på bakken er romobservatorier sjelden tilgjengelig for reparasjoner og forbedringer etter at de er på plass i sin bane i rommet. For å sikre nødvendig vedlikehold og oppdateringer ble det planlagt jevnlige service-besøk med romferge.

Behovet for teknisk service oppstod like etter at teleskopet var klar til bruk ute i rommet, da det ble oppdaget en produksjonsfeil på hovedspeilet. Feilen medførte vesentlig redusert bildekvalitet. NASA og ESA startet umiddelbart å sette sammen en optisk korrigerende enhet, Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR), som ble brakt opp til HST med romfergen Endeavour i desember 1993 og byttet ut med et eksisterende instrument. Operasjonen var meget vellykket.

Det ble gjennomført fire service-besøk med forskjellige romferger i, henholdsvis, februar 1997 og desember 1999, begge med Discovery, deretter med Columbia i mars 2002 og med Atlantis i mai 2009. Under hvert servicebesøk ble enkelte eksisterende instrumenter erstattet med nye og teknisk bedre versjoner. På forsommeren 2009 fungerte HST bedre enn noen gang tidligere.

Signaler fra de mest fjerne og yngste kilder fra universets barndom, har brukt over 13 milliarder år på reisen og er derfor svært lyssvake. Disse kan bare registreres med lange eksponeringer, kombinert med meget høy bildeskarphet. HST har bidratt med observasjoner fra de tidligste tider, like etter big bang fram til i dag, som har gitt omfattende ny kunnskap og innsikt om universet. Følgende eksempler representerer et meget begrenset utvalg av de mange, omfattende og forskjellige resultater fra HST.

Komet Shoemaker Levy 9 gikk i oppløsning og kolliderte med Jupiter i juli 1994. Forskjellige deler av kometen forsvant inn i Jupiter i løpet av fem dager. Det ble senere påvist at kometen bidro til målbare lokale økninger i vanndamp i Jupiters atmosfære. Hendelsen fikk ekstra stor oppmerksomhet og ble omfattende dekket av HST.

I 2005 ble det påvist to tidligere ukjente små måner rundt Pluto, i tillegg til Charo. Disse ble gitt navnene Nix og Hydra. To ytterligere mindre måner, Kerberos og Styx, ble oppdaget i 2011 og 2012.

To år senere ble det tatt skarpe bilder av den tidligere asteroiden Eris i Kuiperbeltet. Bildene bidro til å fastslå at den var noe større enn Pluto. Det medførte at det i 2006 ble definert en ny planetgruppe, såkalte dvergplaneter, som i dag omfatter 7 små planeter i tillegg til Pluto og Eris.

I 2012 observerte HST en ekso-solar planet i bane rundt den lyssterke stjernen Fomalhaut, som befinner seg 25 lysår fra oss i stjernebildet Piscis Austrinus (Den sydlige fisk). Planeten beveger seg i meget stor avstand fra stjernen i en elliptisk bane med en omløpstid på 1 700 år.

HSTs tidlige observasjoner av Ørnetåken (Eagle Nebula) i stjernebildet Slangen (Serpens) viste fascinerende søyleformede skyer med egglignende konsentrasjoner av gass og støv som viste tegn på å være fødestue for nye stjerner. Det ble senere bekreftet fra romobservatoriene XMM-Newton i røntgen og Herschel i langbølget infrarød stråling.

Den første påvisning av et sort hull i sentrum av en galakse ble gjort i 1993 av HST, som kunne registrere kraftige roterende bevegelser i sentrum av Messier 87, som ligger i stjernebildet Virgo (Jomfruen). Senere observasjoner med flere andre teleskoper har bekreftet at sentra i alle store galakser har supermassive sorte hull.

I desember 2015 registrerte Hubble Space Telescope stråling fra en meget fjern supernova (SN) som var forsterket ved gravitasjonslinse-effekt fra en foranliggende galaksehop (MACS J1149+2223). Observasjoner av fire bilder av supernovaen som er avbøyd under passering av galaksehopen, inneholder informasjon om avstand til og fordeling av masse i hopen, samt avstanden til den bakenforliggende supernova. Den norske astrofysikeren Sjur Refsdal, som utviklet teorien for gravitasjonslinser, ble hedret ved at denne supernovaen ble kalt SN Refsdal.

I desember 1995 ble det tatt 342 lengre eksponeringer gjennom 10 dager, av et lite område i stjernebildet Store Bjørn (Ursa Majoris) som tilsynelatende var helt mørkt og tomt. Området dekket et areal 2,5 x 2,5 buesekunder² som svarer til omtrent 0,6 prosent av måneskivens areal på himmelen. Det resulterte bilde blir kalt Hubble Deep Field. Resultatet overrasket verdens astronomer da det viste at dette lille området inneholder 3000 galakser. Tilsvarende observasjon ble tre år senere repetert i stjernebildet Fornax (Smelteovnen) på den sydlige halvkule, som gav lignende resultat. Det ble fulgt opp med mange eksponeringer av samme område i 2003 og 2004 og i 2009 med nok et nytt og ytterlig bedre instrument, eXtreme Deep Field (XDF), ble det tatt mer enn 2000 eksponeringer av det samme området. Det resulterende bilde inneholder omkring 5500 galakser, hvorav flere bare er 450 millioner år gamle. Disse tidlige, meget unge galaksene har vesentlig færre stjerner og mindre masse enn eldre, mer utviklete galakser.

I forbindelse med feiringen av HSTs 32 år i rommet den 25. april 2022, ble det lagt ut et fascinerende bilde av Hickson Compact Group 40 som består av 5 galakser. De befinner seg 300 millioner lysår fra oss, i retning stjernebildet Vannslangen (latin Hydra). Galaksene beveger seg mot et felles sentrum styrt av tyngdekrefter og vil om 1 million år bli én galakse.

Stor rødforskyvning av strålingsspektrene fra de mest fjerne galakser og galaksehoper gir begrensete observasjonsmuligheter med HST. NASAs James Webb Space Telescope (JWST), som ble skutt opp 31. oktober 2021, vil kunne registrere langbølget infrarød stråling og dermed åpne for observasjoner og studier av sterkt rødforskjøvete strålingskilder.

• teleskop
• romteleskop
• kunstig satellitt
• James Webb-romteleskopet

• The Space Telescope Science Institute (STScI) nettsider vedrørende Hubble-teleskopet