Posted by ჩვენ ვცხოვრობთ სამყაროში, რომელშიც არამანათობელ ობეიქტთა რაოდენობა, მოკაშკაშე ვარსკვლავებსა და კვაზარებზე გაცილებით მეტია, ანუ ის ძალიან ბნელი და ცივია. პლანეტები და პლანეტოიდები, კომეტები, ყავისფერი ჯუჯები, ვარსკვლავებთან ახლოს მდებარე გაზ-მტვროვანი ღრუბლები, ახალი ვარსკვლვების წარმომქმნელი გაზის გიგანტური აკვნები, რამდენიმე ათულიდან, ათას კელვინამდე (726,9 გრადუსი ცელსიუსით) ტემპერატურით – ადამიანისთვის უხილავ ინფრაწითელ დიაპაზონში ასხივებს. შორეულ გალაქტიკებსაც ამ დიაპაზონში ვხედავთ, რადგან მათგან წამოსული სინათლე ძალიან დიდ წითელ წანაცვლებას განიცდის (ელექტრომაგნიტური გამოსხივება).
ინფრაწითელ დიაპაზონს საკმაოდ საინტერესო მეზობლები ჰყავს. მარჯვნიდან – ოპტიკური სპქტრი, მარცხნიდან – სუბმილიმეტრული დიაპაზონი, რომელსაც ყველაზე ცივი კოსმოსური გაზის გროვები ”ასხივებს”, ტემპერატურით – 10 კელვინი (-263,1 ცელსიუსით). ინფრაწითელი ასტრონომია საკმაოდ ახალგაზრდა დარგია, თუმცა ძალიან სწრაფი ტემპით ვითარდება.
პირველი ნაბიჯი
ინფრაწითელი სხივები, იულიამ ჰერშელმა აღმოაჩინა, რაც შემთხვევითობა არ იყო. 1790-იან წლებში, აკვირდებოდა რა მზის ლაქებს, თვალების დასაცავად ფერად ფილტრებს იყენებდა. სწორედ მაშინ შეამჩნია, რომ ფილტრის ფერის მიხედვით, კანი სხვადასხვანაირად შეიგრძნობდა სითბოს. 1800 წელს, მან მზის სხივების სითბური ქმედების საფუძვლიანი კვლევა გადაწყვიტა. მნათობის სინათლეს შუშის პრიზმის საშაულებით შლიდა და სპექტრის სხვადასხვა ნაწილის გათბობის დონეს ამოწმებდა. აღმოაჩინა რა, რომ ტემპერატურა ყველზე უფრო მეტად წითელ ნაწილთან იზრდება, თერმომეტრი ამ ნაწილის გარეთ (წითელი ფერისგან მარცხნვივ) მოათავსა და დაინახა, რომ გათბობა გრძელდებოდა. ასე იქნა აღმოჩენილი სითბური გამოსხივება. XIX ასწლეულის მეორე ნახევარში, ასტრონომებმა სითბოს საზომი ხელსაწყოების შექმნაზე დაიწყეს მუშაობა – თერმოწყვილები, თერმოსვეტები, რადიომეტრები და პლატინის ბალომეტრები (გამტარობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე). მოკრძალებული მიღწევების მიუხედავად, ახლო და შორეულ იწ დიაპაზონის შთანთქმის ასეულობით ხაზი იქნა გამოვლენილი, რითაც მზის ატმოსფეროს შემადგენელის დადგენა მოხერხდა, შესაძლებელი გახდა ზოგიერთი ვარსკვლავის ტემპერატურის გაზომვა. ლებედევისა და კობლენცის მიერ შექმნილი მოწყობილობების გამოყენებით, პირველი ვარსკვლავი-ზეგიგანტები შეისწავლეს – რიგელი და ჰერკულესის ალფა.
იმ ეპოქის ყველაზე უფრო მთავარი აღმოჩენა, შვეიცარიული წარმომავლობის ამერიკელ ასტრონომს, რობერტ თრამპლერს ეკუთვნის (1930 წ.). მან, კოსმოსურ სივრცეში ვარსკვლავური გამოსხივების შთანთქმა აღმოაჩინა და სრულიად მართებულად მიაწერა ეს ვარსკვლავთშორის მტვერზე სინათლის გაბნევას. თრამპლერი ამ დასკვნამდე ოპტიკური დაკვირვებების გზით მივიდა, თუმცა მისი წვლილი იწ ასტრონომიაში უდიდესია.
შემდეგ
ХХ სუკუნის მეორე ნახევრის პირველ ათწლეულში, იწ ასტრონომიამ მძლავრი აპარატურული რესურსი შეიძინა, რამაც მისი შესაძლებლობები რადიკალურად გაზარდა. მის არსენალში შევიდა ნახევარგამტარებიანი ბალომეტრები, რომლებიც სამხედრო ლაბორატორიებში შეიქმნა. შემუშავებულ იქნა მათი გაცივების მეთოდები თხევადი აირებით – ჯერ აზოტით, მერე ჰელიუმით. ასტრონომებს ახლო და შუა იწ დიაპაზონის ყველა მონაკვეთში, დედამიწის ზედაპირიდან დაკვირვებების ჩატარების საშაულება მიეცათ. ამერიკელი ფრენკ ლოუს დეტექტორს ნახევარი მილიმეტრის სიგრძის ტალღების რეგისტრირებაც შეეძლო, თუ მას ატმოსფეროს ზედა ფენებში ან კოსმოსში აიტანდნენ. პირველი იწ ტელესკოპი, 152 სანტიმეტრიანი სარკით, 1970 წელს არიზონაში, ლემონის მთაზე არსებულ ობსერვატორიაში ამუშავდა. შემდეგ, 300 და 380 სანტიმეტრიანები ჩილესა და ჰავაიზე. გადაიარეღებული თვითმფრინავის ბორტზე, 90 სანტიმეტრიანი სარკის მქონე მფრინავი იწ ტელესკოპი (კოიპერის სახელობის) 1974 წელს დაამონტაჟეს. ურანის რგოლების აღმოჩენა, წყლის ორთქლისა იუპიტერისა და სატურნის ატმოსფეროებში, ზეახლის აფეთქების (1987А) დროს მძიმე ბირთვების სინთეზის შესწავლა, სწორედ მისი საშაულებით გახდა შესაძლებელი (საჰაერო ობსერვატორიით გადაღებული W40).
1950-70 წლებში, იწ ასტრონომიის კიდევ ერთი უდიდესი მიღწევა იყო გაზის ღრუბლების კოლაფსის შედეგად გაჩენილ ახალ ვარსკვლავებზე დაკვირვება, მკვდარი ვარსკვლევების შემომფარგლავი მტვროვანი ღრუბლების აღმოჩენა, ვარსკვლავთშორის ღრუბლებზე მონაცემთა მასივის დაგროვება.
კოსმოსური სიმწიფე
იწ ასტრონომიაში ნამდვილი გადატრიალება კოსმოსურმა ტელესკოპებმა მოახდინა, რომლებსაც მთელს იწ დიაპაზონში განუწყვეტელი დამზერების ჩატარება შეეძლო. პირველი კოსმოსური იწ ტელესკოპი იყო ”ირასი” (Infrared Astronomical Satellite), რომელიც ვანდენბერგის ავიაბაზიდან 1983 წლის 25 იანვარს გაიტანეს ორბიტაზე. ბრიტანელი და ჰოლანდიელი სპეციალისტების მიერ 7 წელიწადში აწყობილმა ტელესკოპმა 10 თვე იმუშავა, რადგან ნოემბრის ბოლოს, დეტექტორის გამაცივებელი თხევადი ჰელიუმი გაუთავდა. IRAS-მა ცის თაღის 96% შეისწავალა, 12, 25, 60 და 100 მიკრომეტრის სიგრძის ტალღებზე. ტონაზე მსუბუქი IRAS-ი, 90 სანტიმეტრიანი სარკითა და ფოკალურ სიბრტყეში განთავსებული 62 დეტექტორით იყო აღჭურვილი. მოკრძალებული ზომების მიუხედავად, ის კოსმოსნავტიკის ისტორიის ყველაზე შედეგიანი ასტრონომიული თანამგზავრი აღმოჩნდა. 300 000-ზე მეტი იწ ობიექტი გამოავლინა, უამრავი წითელი გიგანტი, ელვარე გალაქტიკები მათში მიმავალი აქტიური ვარსკვლავთ წარმომქმნელი პროცესებით. იწ დიაპაზონში ირმის ნახტომზე გაცილებით მეტი ნათობის გალაქტიკები, ჯერ კიდევ გაუცხელებელი პროტოვარსკვლავები, 3 ასტეროიდი და 6 კომეტა. მისი საშაულებით იქნა აღმოჩენილი ქნარის თანავარსკვლავედის ყველაზე ელვარე ვარსკვლავის – ვეგა, თხელი დისკო, რომელიც ამ ვარსკვლავის ფორმირების მერე, პირველადი გაზის ღრუბლისგან წარმოიქმნა. მოგვიანებით ისიც დამტკიცდა, რომ ასეთი დისკოები სხვა ვარსკვლევბსაც აქვს, რომელიც მყარ სხეულებსაც შეიძლება შეიცავდეს.
მისია IRAS-ის წარმატებამ, სხვა კოსმოსური ტელესკოპების მშენებლობას გაუხსნა გზა. 1983 წელს, ევროპის კოსმოსურმა სააგენტომ პროექტი ISO (იწ დიაპაზონის კოსმოსური ობსერვატორია) დაამტკიცა, რომელიც 1995 წლის 17 ნომბერს განხორციელდა კიდეც. იგივე ზომის სარკის მქონე ISO-ს კამერა, ორი სენსორული მატრიცით იყო აღჭურვილი, თითოეულში 1024 (32×32) იწ დეტექტორით (ესეც სამხედროების დამსახურებაა). დანარჩენი ისნტრუმენტები, შორეული იწ დიაპაზონის დანახვას უზრუნველყოფდა, რომელშიც ვარსკვლავთშორისი ღრუბლები დაიმზირება. მგრძნობელობით 12 მიკრომეტრის ფარგლებში, ISO ორმოცჯერ ჯობდა IRAS-ს, ხოლო სივრცული დამზერის შესაძლებლობით – ოცჯერ. გაცილებით მეტ ხანსაც იმუშავა, 1998 წლის აპრილამდე (!!!).
მთლიანობაში, ISO-ს მოწყობილობით 26 000 დამზერა ჩატარდა. აღმოჩენილი იქნა ვარსკვლავთშორისი სივრცის ნახშირორჟანგისა და წყალბადის ფტორიდის მოლეკულები, წყლის ორთქლი ტიტანის ატმოსფეროში. შეისწავლეს ვარსკვლავების გაჩენის პროცესები უკანასკნელი 8 მილიარდი წლის განმავლობაში. დადგინდა, რომ ახალი პლანეტები არა მარტო ახლადაბადებულ მნათობებთან ყალიბდება, არამედ ხნიერ ვარსკვლავებთანაც და ა.შ.
IRAS და ISO-ს ღირსელი მემკვიდრეა ამერიკული ”სპიცერი”, რომელიც კანავერალის კონცხიდან 2003 წლის 25 აგვისტოს გაუშვეს. ის ახლაც მუშაობს, ოღონდ არა დედამიწის, არამედ მზის გარშემო ბრუნავს. გამაცივებელი სითხე 2009 წელს გაუთავდა, თუმცა მისი ინფრაწითელი კამერა ასეც ფუნქციონირებს, იწ დიაპაზონის ორ ყველაზე უფრო მოკლეტალღიან ნაწილში (3,6 და 4,5 მკმ.). მას სულ რაღაც 60 სანტიმეტრიანი სარკე აქვს, თუმცა მთავარი კამერის ოთხი მოდული 65 536 (256×256) იწ დეტექტორიანი მატრიცით არის აღჭურვილი. ”სპიცერის” მაღალი მგრძნობელობის ხარჯზე, დიდი აფეთქებიდან 3 მილიარდი წლის მერე გაჩენილი ობეიქტების დამზერა მოხერხდა, რომელთაგან მოსული სინათლის წითელი წანაცვლება z=3, რაც IRAS და ISO-ს არ შეეძლო (მასიური გალაქტიკები სამყაროს კიდეზე; სპიცერის ახალი „ნათელი“ აღმოჩენა).
2005 წელს, მკვლევართა ორმა ჯგუფმა, ”სპიცერის” საშუალებით ეგზოპლანეტის იწ გამოსხივება პირველად დააფიქსირა, რომელიც 1999 წელს, ვარსკვლავ HD 209458-თან აღმოაჩინეს. მოგვიანებით, ”სპიცერის” მოწყობილობითა და იწ ფოტომეტრიის გამოყენებით, ათეულობით ეგზოპლანეტა აღმოაჩინეს, რაც ახლაც გრძელდება (უახლოესი სუპერდედამიწა). ”სპიცერმა” მზისმაგვარ ვარსკვლავებთან პლანეტოგენეზის პროცესებთან დაკავშირებული უამრავი ინფორმაცია შეაგროვა, აღმოაჩინა რამდენიმე ზემასიური შავი ხვრელი და დისკოს ფრაგმენტები თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავების გარშემო.
”ჰერშელი”
ჩამოთვლილი იწ ტელესკოპების გარდა იყო სხვებიც, თუმცა ამ დარგში ლიდერობას ევროპული ”ჰერშელი” ინარჩუნებდა, რომელიც მიკროტალღურ ”პლანკთან” ერთად 2009 წლის 14 მაისს გაიტანეს ორბიტაზე, ისიც ჰელიოცენტრულ, ლაგრანჟის მეორე წერტილზე. უკანასკლნელი დაკვირვება 2013 წლის 29 აპრილს განხორციელდა, ისევ და ისევ თხევადი ჰელიუმის გამოლევის გამო. 3,5 მეტრიანი მთავარი სარკით, ის ყველაზე დიდ კოსმოსურ ობსერვატორიად რჩება (“ჰერშელის” ბოლო ფოტოები: გალაქტიკა ანდრომედა).
”ჰერშელის” მოწყობილობა შორეული იწ დიაპაზონისა და სუბმილიმეტრულის ნაწილზე იყო მომართული. მას ახლო კოსმოსის ყველაზე უფრო ცივი რეგიონების დამზერა შეეძლო, ასევე შორეული, დიდი აფეთქებიდან 1 მილიარდამდე წლის მერე ფორმირებული ობიექტებისა. ”ჰერშელი” ვარსკვლავების დაბადებას უმზერდა, პირველი გალაქტიკების ფორმირებასა და ევოლუციას, ახდენდა გაზ-მტვროვანი ღრუბლების, პლანეტების ატმოსფეროების, კომეტებისა და ასტეროიდების ქიმიური შემადგენელის ანალიზს. ყველე ეს ამოცანა მან წარმატებით შეასრულა (“მიწიერი” წყალი კომეტაზე).
კიდევ ერთი საინტერესო შედეგი – ვარსკვლავთშორის სივრცეში არსებული ჟანგბადის მოლეკულების დეტექტირება. მიუხედავად იმისა, რომ სამყაროში გავრცელების მიხედვით ეს ელემენტი მესამე ადგილზეა ატომური წყალბადისა და ჟანგბადის მერე, მოლეკულური ჟანგბადის ღრუბლების აღმოჩენა მხოლოდ 2007 წელს მოხერხდა (ჟანგბადი ორიონის ნისლეულში; კიდევ ”ჰერშელის” შესახებ).
რა იქნება მომავალში
ყველა იმედები, ჯეიმს ვების (ა.შ.შ; ევროპა; კანადა) სახელობის ტელესკოპს უკავშირდება, რომელიც 0,6 – 27 მკმ. მონაკვეთზე იმუშავებს. 6,5 მეტრიანი სარკით, საკმაოდ დიდი ასტრონომიული ხელსაწყო იქნება, ზედაპირულ ტელესკოპებს შორისაც კი, ”სპიცერზე” 10-ჯერ მეტი მგრძნობელობით. მისი ღირებულება 1,6 მლრდ. დოლარი უნდა ყოფილიყო, ხოლო ლაგრანჟის წერტილზე უკვე 2011 წელს უნდა გასულიყო. სტარტი, 2021 წელს განხორციელდა, ხოლო მისიის ღირებულებამ 10 მლრდ. დოლარს მიაღწია.