Astronomia ca ego widma pokazuje pe ny obraz WszechÊwiata

Transkrypt

1 Astronomia ca ego widma pokazuje pe ny obraz WszechÊwiata Prawie ca a nasza wiedza o WszechÊwiecie pochodzi z badania fal elektromagnetycznych emitowanych lub odbijanych przez ró ne obiekty kosmiczne. Aby zrozumieç kosmos, astronomowie muszà rejestrowaç i analizowaç s abe Êwiat o dochodzàce do nas od odleg ych obiektów. To zadziwiajàca metoda badaƒ, jeêli zauwa ymy, e wy apywane przez teleskopy fotony podró ujà wczeêniej nieraz miliardy lat przez niezmierzonà pustk WszechÊwiata. Astronomia to specyficzna dziedzina badaƒ, gdzie nie mo na po prostu zebraç próbek czy te zbadaç przedmiotu zainteresowania w laboratorium. Nieliczne wyjàtki, jak zbiór przywiezionych z Ksi yca ska, tylko potwierdzajà t regu. Astronomowie nie mogà te wybraç si do interesujàcego ich rejonu na badawczy rekonesans. Na nasze szcz Êcie fale elektromagnetyczne niosà bardzo du o ró nych informacji. Poprzez starannà analiz Êwiat a emitowanego przez cia o niebieskie astronomowie mogà poznaç jego odleg oêç od Ziemi, ruchy, jakie wykonuje w przestrzeni, a tak e jego temperatur, g stoêç i sk ad chemiczny. Poniewa Êwiat o, zanim je zarejestrujemy, podró uje przez pewien (nieraz bardzo d ugi!) czas, mo na z niego odczytaç tak e histori i ewolucj WszechÊwiata. Badajàc docierajàce do nas promieniowanie odleg ego obiektu, uprawiamy pewien rodzaj kosmicznej archeologii, bowiem widzimy obiekt taki, jaki by w chwili emisji fali. Gdy astronomowie badajà jakàê galaktyk odleg à od nas powiedzmy o 200 mln lat Êwietlnych, to w istocie badajà jà w stanie, w jakim by a 200 mln lat temu. Widmo fal elektromagnetycznych Å angstrem 1 Å = 0, m µm mikrometr 1 µm = 0, m To oczywiste, e mówiàc o Êwietle, myêlimy o Êwietle widzialnym rejestrowanym przez nasze oko. Âwiat o widzialne to fale elektromagnetyczne o bardzo wàskim zakresie cz stotliwoêci, ale ca e widmo fal elektromagnetycznych obejmuje o wiele wi cej zakresów! W jego sk ad wchodzi promieniowanie gamma, promieniowanie rentgenowskie (promienie X), nadfiolet, Êwiat o widzialne, podczerwieƒ, mikrofale i fale radiowe. Wszystkie te na pozór tak odmienne rodzaje promieniowania ró nià si jedynie cz stotliwoêcià, czyli d ugoêcià fali. Wszystkie rodzaje fal elektromagnetycznych przemieszczajà si w pró ni z pr dkoêcià Êwiat a, która wynosi oko o kilometrów na sekund. Ka dy zakres fal elektromagnetycznych dostarcza nam specyficznych danych. eby otrzymaç ca o- Êciowy obraz WszechÊwiata, musimy zobaczyç go w ka dym zakresie widma! Rozwój technologii w ostatnich siedemdziesi ciu latach doprowadzi do skonstruowania elektronicznych detektorów zdolnych do rejestracji promieniowania niewidzialnego dla naszych oczu. Co wi cej, potrafimy obecnie umieszczaç teleskopy na satelitach czy te samolotach lub balonach ponad utrudniajàcà obserwacje najg stszà warstwà atmosfery. Wszystkie te czynniki zrewolucjonizowa y nasze rozumienie Wszech- Êwiata, ale te pozwoli y dostrzec nowe jeszcze nierozwik ane tajemnice. 1

2 Dlaczego astronomia ca ego widma jest istotna dla zrozumienia WszechÊwiata Ka dy zakres widma fal elektromagnetycznych dostarcza nam innej wiedzy o WszechÊwiecie. Promienie X i gamma sà êród em informacji o zjawiskach wysokoenergetycznych, np. o czarnych dziurach, pozosta oêciach po supernowych, o skupiskach goràcego gazu i gwiazdach neutronowych. Goràce gwiazdy i kwazary najlepiej widoczne sà w nadfioletowej cz Êci widma, a gwiazdy o poêredniej temperaturze, planety, mg awice i galaktyki najlepiej widaç w zwyk ym Êwietle. Dzi ki podczerwieni mo emy dostrzec ch odne gwiazdy, obszary narodzin gwiazd, ch odne ob oki py u i jàdro naszej Galaktyki. Z kolei w zakresie fal radiowych mo na badaç ob oki molekularne i promieniowanie reliktowe pozosta e po Wielkim Wybuchu. Zdj cie rentgenowskie goràcego gazu w pobli u centrum Galaktyki. Zdj cie w nadfiolecie pokazujàce goràce bia e kar y w pobliskiej galaktyce. Zdj cie w Êwietle widzialnym przedstawiajàce bogactwo gwiazd. Zdj cie w podczerwieni Êwiecàcy py w pobli u Êrodka Galaktyki. Obraz radiowy obszaru po wybuchu supernowej. Wszystkie obiekty we WszechÊwiecie, z wyjàtkiem czarnych dziur, emitujà jakieê Êwiat o. Jedne z nich mo emy zaobserwowaç tylko na falach o konkretnych d ugoêciach, podczas gdy drugie dostrzegamy we wszystkich pasmach fal elektromagnetycznych. Ka dy zakres widma jest êród em unikalnych danych. Zarówno pi kno, z o onoêç jak i tajemniczoêç WszechÊwiata mo emy w pe ni pojàç dopiero wtedy, gdy zbadamy wszystkie dane, jakie odleg e obiekty dostarczajà nam w postaci swojego promieniowania. Jest to mo liwe tylko wtedy, gdy uda nam si zarejestrowaç ca e widmo docierajàcych do nas fal elektromagnetycznych. O zdj ciach atwo zauwa yç, e zdj cia na plakacie sà w ró nokolorowej skali i pokazujà obiekty z ró nà dok adno- Êcià. To dlatego, e sà odzwierciedleniem sygna ów zarejestrowanych przez wiele ró nych teleskopów i detektorów. JakoÊç zdj ç zale y g ównie od zdolnoêci rozdzielczej teleskopu, czyli mo liwoêci dostrze- enia ma ych szczegó ów. W miar up ywu czasu konstruowane sà coraz doskonalsze teleskopy, zatem jakoêç otrzymywanych obrazów jest coraz lepsza. Aby zobaczyç sygna y zarejestrowane w ró nych zakresach widma, musimy niewidzialnym falom przyporzàdkowaç widzialne barwy. Na przyk ad detektory podczerwieni mierzà nat enie tego promieniowania w kolejnych fragmentach swego pola widzenia. Ró nym poziomom nat enia przyporzàdkowuje si ró ne kolory (np. czerwony, niebieski, ó ty i zielony lub ró ne odcienie szaroêci) i w ten sposób powstaje pewien rodzaj mapy w podczerwieni. Przy porównywaniu tych zdj ç trzeba pami taç, i ka de z nich mówi nam coê innego. JeÊli któreê pominiemy, pozbawimy si informacji zawartych w tym zakresie fal elektromagnetycznych. 2

3 Rodzaje promieniowania emitowanego przez obiekty kosmiczne Zakres widma Obiekty promieniujàce w danym zakresie promieniowanie gamma * ob oki mi dzygwiazdowe, w których promienie kosmiczne bombardujà jàdra wodoru * dyski akrecyjne wokó czarnych dziur * pulsary lub gwiazdy neutronowe promienie X * obszary goràcego gazu ÊciÊni tego falà uderzeniowà * gaz w gromadach galaktyk * gwiazdy neutronowe * pozosta oêci po supernowych * korony gwiazdowe nadfiolet Êwiat o widzialne bliska podczerwieƒ * pozosta oêci po supernowych * bardzo goràce gwiazdy * kwazary * planety (odbite promieniowanie S oƒca) * komety (odbite promieniowanie S oƒca) * planetoidy (odbite promieniowanie S oƒca) * gwiazdy * galaktyki * mg awice * ch odne gwiazdy ciàgu g ównego * czerwone olbrzymy Êrednia podczerwieƒ * planety (promieniowanie cieplne) * komety (promieniowanie cieplne goràcego py u) * planetoidy (promieniowanie cieplne) * py ogrzewany przez gwiazdy * dyski py owo-gazowe wokó gwiazd daleka podczerwieƒ fale radiowe * zimny py * centralne obszary galaktyk * ch odne ob oki molekularne * reliktowe promieniowanie t a * swobodne elektrony rozpraszane w plazmie mi dzygwiazdowej * zimny oêrodek mi dzygwiazdowy * obszary w pobli u gwiazd neutronowych i bia ych kar ów * pozosta oêci po supernowych * zag szczone obszary oêrodka mi dzygwiazdowego (np. w pobli u centrum galaktyk) * zimne ob oki molekularne 3

4 Uk ad S oneczny Dzi ki pracom badawczym wykonanym za pomocà instrumentów optycznych w Êwietle widzialnym, bardzo dobrze znamy nasz Uk ad S oneczny. Sondy kosmiczne przekaza y szczegó owe obrazy planet i ich ksi yców. ZbadaliÊmy te komety, planetoidy oraz powierzchni S oƒca. Czego jeszcze mo emy si dowiedzieç o Uk adzie S onecznym, badajàc go w innych zakresach widma fal elektromagnetycznych? W przypadku planet czy ksi yców otoczonych g stà atmosferà, dzi ki u yciu ró nych zakresów mo emy zajrzeç w ró ne warstwy tych atmosfer. Tak samo dla S oƒca obserwacje w ró nych pasmach pozwalajà zbadaç szczegó y kolejnych warstw atmosfery s onecznej. Du à niespodziankà by o odkrycie, e komety emitujà promieniowanie X. Na razie mechanizm tej emisji nie jest znany. Detekcja podczerwieni utwierdzi a nas w przekonaniu, e Uk ad S oneczny jest wype niony py em rozsianym przez komety, oraz e planety olbrzymy: Jowisz, Saturn i Neptun nie tylko odbijajà promieniowanie S oƒca, lecz równie posiadajà w asne êród a ciep a. Obserwacje dokonane w nadfiolecie ujawni y istnienie zórz polarnych na Jowiszu i Saturnie. Poni sze zdj cia pokazujà, jak wyglàda Wenus obserwowana w ró nych zakresach widma. Nadfiolet Âwiat o widzialne Podczerwieƒ Fale radiowe Nadfioletowy obraz Wenus ujawnia istnienie g stej atmosfery ogrzanej do temperatury kilkuset stopni wskutek zaawansowanego efektu cieplarnianego. Zdj cie wykonane w Êwietle widzialnym ukazuje grubà pokryw chmur nieustannie otulajàcà powierzchni planety. Dzi ki podczerwieni mo emy zajrzeç w g àb atmosfery i jesteêmy w stanie dostrzec wi cej szczegó ów. Obszary jaêniejsze to miejsca, w których promieniowanie cieplne pochodzàce z dolnych warstw atmosfery przechodzi przez chmury kwasu siarkowego (obszary ciemne). Fale radiowe przechodzà bez trudu przez g stà pokryw chmur, co umo liwi o naukowcom sporzàdzenie mapy powierzchni planety po przeskanowaniu jej za pomocà radaru. Nasze S oƒce jest typowà gwiazdà, ale w ka dym zakresie widma wyglàda zupe nie inaczej. Promienie X Nadfiolet Âwiat o widzialne Podczerwieƒ Fale radiowe Zdj cia wykonane w ró nych zakresach fal ods aniajà ró ne warstwy atmosfery S oƒca. W paêmie rentgenowskim widzimy struktur goràcej korony s onecznej, czyli najbardziej zewn trznej warstwy. NajjaÊniejsze miejsca korony to obszary gwa townych rozb ysków s onecznych. Na zdj ciu wykonanym w nadfiolecie widoczne sà inne rejony aktywnoêci w dolnej koronie i górnej chromosferze. Z kolei na zwyk ych zdj ciach widaç ciemniejsze (a zatem ch odniejsze) plamy s oneczne w fotosferze. Fotografia w podczerwieni pozwala dojrzeç jeszcze wi ksze obszary ch odniejszego i g stszego gazu, bo poch ania on w aênie podczerwieƒ. Obraz uzyskany na falach radiowych dostarcza nam informacji o rejonie przejêciowym mi dzy chromosferà a koronà. 4

5 Nasza Galaktyka (Droga Mleczna) O tym, jak wyglàdajà ró ne obiekty naszej Galaktyki w Êwietle widzialnym, mo emy przekonaç si, spoglàdajàc po prostu w nocne niebo. Za pomocà zwyk ych teleskopów optycznych ujrzymy niezliczone gwiazdy i wspania e mg awice. Zupe nie inny by by widok naszej Galaktyki w podczerwieni. W obszarach ciemnych i pustych w zwyk ym Êwietle pokaza yby si jasne ob oki molekularne, w których rodzà si nowe gwiazdy. Astronomia w podczerwieni odkry a wokó m odych gwiazd dyski py owe, w których mogà powstawaç planety. W podczerwieni ujrzeliêmy równie mnóstwo w ókien podgrzanego py u, ogromnà liczb ch odnych gwiazd i jàdro Galaktyki. W promieniach X mo emy obserwowaç goràce zewn trzne warstwy atmosfer gwiazdowych oraz koƒcowe fazy ycia gwiazd. Gdy gwiazda wybucha lub tylko odrzuca zewn trzne warstwy, silnie podgrzany gaz mocno Êwieci w aênie w tym zakresie widma. Zatem astronomia rentgenowska mo e szczegó owo zbadaç supernowe, gwiazdy neutronowe i czarne dziury. W aênie w ten sposób odkryto czarnà dziur w centrum Galaktyki. Z kolei fale radiowe dostarczajà nam cennych informacji zarówno o supernowych jak i gwiazdach neutronowych. Obserwacji radiowych u ywamy te do okreêlenia rozk adu wodoru w Galaktyce oraz do tropienia czàsteczek ró nych zwiàzków chemicznych w przestrzeni mi dzygwiazdowej. Orion jest dobrze znanym gwiazdozbiorem zimowego nieba. Jednak poni sze zdj cia, uzyskane w ró nych zakresach widma, ods aniajà jego zupe nie nowe, nieznane dotàd oblicze. Promienie X Nadfiolet Âwiat o widzialne Podczerwieƒ Fale radiowe Na obrazie w promieniach X widzimy gwiazdy podobne do S oƒca, bia e kar y, gwiazdy neutronowe i pozosta oêci po supernowych to wszystko w Galaktyce oraz (w tle) pobliskie galaktyki, gromady galaktyk i odleg e kwazary. Na zdj ciu w nadfiolecie szczególnie dobrze widoczny jest rejon pasa i miecza Oriona, a zw aszcza s ynna Wielka Mg awica Oriona. Dominuje tu promieniowanie m odych goràcych gwiazd. Na zdj ciu wykonanym w zwyk ym Êwietle widaç gwiazdy o ró nych temperaturach powierzchniowych i w ró nych fazach ycia. Z kolei w podczerwieni dostrzegamy g ównie ob oki py u i gazu, w których narodzà si nowe gwiazdy. Fale radiowe ukazujà rozk ad ob oków wodoru czàsteczkowego. Teraz przyjrzyjmy si bli ej innemu obiektowi Galaktyki pozosta oêci po supernowej o nazwie Kasjopeja A. Ta rozszerzajàca si pow oka gazu i py u pochodzi od wybuchu supernowej zaobserwowanej na Ziemi w XVII wieku. Promienie X Âwiat o widzialne Podczerwieƒ Fale radiowe Promienie X pokazujà g ównie skupiska krzemu, siarki i elaza w stanie gazowym, które zosta y wyrzucone z wybuchajàcej gwiazdy. Obszary gazu Êwiecàcego w promieniach X majà temperatur oko o 50 milionów stopni. W zwyk ym Êwietle widoczne sà wiotkie w ókna gazu na skraju sferycznej pow oki. Zdj cie w podczerwieni ukazuje jasne obszary promieniowania cieplnego wytwarzanego przez py wymieszany z gazem w rozszerzajàcej si pow oce. Emisja radiowa to g ównie promieniowanie szybkich elektronów poruszajàcych si w polu magnetycznym. 5

6 Poza Galaktykà W astronomii pozagalaktycznej, dzi ki badaniom ca ego widma, uzyskaliêmy ogromne bogactwo cennych danych. Âwiat o widzialne pokazuje nam dok adnà struktur galaktyk ró nych typów. Za to na falach radiowych widaç zupe nie inne obrazy olbrzymich strug i p atów materii wyrzuconej z galaktycznych jàder. Zdj cia rentgenowskie potwierdzajà istnienie czarnych dziur w centrach galaktyk widzimy na nich niezwykle goràcà materi wciàganà z ogromnà pr dkoêcià przez czarnà dziur. W podczerwieni odkrywamy tysiàce galaktyk, w których przebiega tworzenie si gwiazd na ogromnà skal. Dzi ki falom radiowym odkryliêmy mikrofalowe promieniowanie t a Êlad po Wielkim Wybuchu. Jako przyk ad cennych danych o innej galaktyce, uzyskanych dzi ki astronomii ca ego widma, niech nam pos u y galaktyka spiralna M 81 z gwiazdozbioru Wielkiej Niedêwiedzicy. Promienie X Nadfiolet Âwiat o widzialne Podczerwieƒ Fale radiowe NajjaÊniejszym obszarem w promieniach X jest po o one centralnie jàdro galaktyki M 81. Jasna plamka dok adnie pod jàdrem to tak naprawd odleg y kwazar po o ony daleko w tle. W nadfiolecie widaç g ównie goràce m ode gwiazdy oraz bogatà struktur ramion spiralnych. Na zdj ciu w zwyk ym Êwietle widzimy, jak te ramiona wychodzà z obszarów wewn trznych galaktyki i skr cajà si spiralnie. Wzd u ramion spiralnych wyraênie widoczny jest py. Ciemne obszary na zdj ciu w podczerwieni (niestety o niskiej rozdzielczoêci) to rejony wype nione py em ogrzewanym przez m ode gwiazdy. Dobrze widoczny jest wielki obszar w Êrodku i dwa inne w ramionach spiralnych. Uj cie radiowe pokazuje rozk ad wodoru, z którego powstanà nowe gwiazdy. Innym nader interesujàcym obiektem jest tzw. Centaurus A, bardzo nietypowa galaktyka, a mo e nale- a oby raczej powiedzieç: galaktyki? Astronomowie sàdzà, i dziwny wyglàd tego obiektu jest skutkiem mi dzygalaktycznego zderzenia sprzed milionów lat. Wtedy pe na py u galaktyka spiralna i jasna galaktyka eliptyczna zla y si ze sobà w jeden obiekt. W jego samym Êrodku najprawdopodobniej rezyduje wielka czarna dziura. Promienie X Âwiat o widzialne Podczerwieƒ Fale radiowe Na zdj ciu w promieniach X dobrze widoczna jest struga materii o d ugoêci ponad 25 tysi cy lat Êwietlnych. W aênie ta struga wysokoenergetycznych czàstek Êwiadczy o obecnoêci czarnej dziury w centrum tej dziwnej galaktyki. W Êwietle widzialnym obserwujemy kulisty obszar wype niony jasnymi gwiazdami oraz przes aniajàcà jego cz Êç ciemnà wst g py u. Zdeformowany kszta t tej wst gi sugeruje, e coê dramatycznego zdarzy o si tu w przesz oêci. Dzi ki podczerwieni mo emy zaobserwowaç sp aszczony dysk wewn trzny galaktyki spiralnej, która kiedyê wcisn a si w galaktyk eliptycznà. Obraz radiowy wyglàda szczególnie dziwnie. Dwie wàskie strugi jakby wystrzelajà z centrum obiektu, tworzàc w wielkich odleg oêciach od niego dwa gigantyczne ob oki intensywnie emitujàce fale radiowe. Te strugi sà utworzone z plazmy, czyli materii o tak wysokiej temperaturze, e czàsteczki zosta y rozbite na atomy, a same atomy zosta y zjonizowane. 6

7 Obserwacje w ró nych zakresach widma Promieniowanie X i gamma. Poniewa wysokoenergetyczne fotony X i gamma sà skutecznie poch aniane przez ziemskà atmosfer, aby badaç WszechÊwiat w tym zakresie, trzeba detektory umieszczaç w przestrzeni kosmicznej. Promienie X i gamma sà emitowane przez materi ogrzanà do temperatury milionów stopni, wobec tego cz sto pochodzà z kosmicznych eksplozji, zderzeƒ o du ej energii czy te od materii poruszajàcej si z ogromnymi pr dkoêciami. Fotony tego promieniowania majà tak du e energie, e stosuje si specjalnie skonstruowane uk ady luster, aby mo liwa by a ich detekcja. Astronomia rentgenowska i promieni gamma doprowadzi a do odkrycia czarnych dziur oraz wydatnie uzupe ni a nasze zrozumienie supernowych, bia ych kar ów i pulsarów. Obserwacje w tym zakresie pozwalajà nam tak e badaç najgor tsze obszary atmosfery s onecznej. Nadfiolet. Wi kszoêç tego promieniowania docierajàcego do naszej planety jest poch aniania w atmosferze, dlatego te trudno jest prowadziç obserwacje z powierzchni Ziemi. W celu zbadania nadfioletowego zakresu widma astronomowie muszà stosowaç balony, rakiety oraz obserwatoria umieszczone na orbicie oko oziemskiej. Obserwacje prowadzone w nadfiolecie pog bi y naszà wiedz na temat budowy atmosfery s onecznej oraz w asnoêci sk ad chemiczny, temperatura m odych goràcych gwiazd. Doprowadzi y równie do odkrycia goràcego gazowego halo wokó Galaktyki. Âwiat o widzialne. Obserwatoria naziemne mogà badaç Êwiat o dochodzàce do nas z g bin kosmosu. Post p technologiczny pozwoli nawet w wi kszoêci wyeliminowaç efekty atmosferyczne pogarszajàce rozdzielczoêç zdj ç. Pomimo to warto wysy aç teleskopy optyczne z kamerami w przestrzeƒ kosmicznà. Tam, w ca kowitej ciemnoêci, mo na otrzymywaç znacznie bardziej szczegó owe obrazy kosmosu. Wysy ajàc sondy ku cia om Uk adu S onecznego, mo na je zbadaç du o dok adniej ni z Ziemi. Obserwacje dokonane w zwyk ym Êwietle dostarczy y najdok adniejszego obrazu Uk adu S onecznego. Im zawdzi czamy równie wspania e zdj cia mg awic i galaktyk. Podczerwieƒ. Do naziemnych obserwatoriów dociera z kosmosu zaledwie kilka wàskich pasm podczerwieni. Aby zarejestrowaç pozosta à cz Êç tego zakresu widma, musimy umieszczaç detektory w samolotach na du ym pu apie lub na satelitach oko oziemskich. Podczerwieƒ to przede wszystkim promieniowanie cieplne. Dlatego te do wi kszoêci obserwacji w podczerwieni trzeba u ywaç detektorów ch odzonych do bardzo niskich temperatur. Obserwacje te sà szczególnie pomocne w penetrowaniu rejonów tworzenia si gwiazd i centralnego obszaru Galaktyki, poniewa podczerwieƒ przenika przez g ste rejony py owe. Tak e w podczerwieni mo na ujrzeç ch odne gwiazdy i zimne ob oki mi dzygwiazdowe niewidoczne w zakresie widzialnym. Fale radiowe. W stosunku do pozosta ych zakresów widma fale radiowe sà bardzo d ugie. Poniewa prawie ca e promieniowanie radiowe dociera do powierzchni Ziemi, mo emy je rejestrowaç i w dzieƒ, i w nocy. G ówna cz Êç radioteleskopu to wielka metalowa czasza skupiajàca fale radiowe o du ej d ugoêci. Dzi ki niej mo na uzyskaç obraz radiowy o wysokiej rozdzielczoêci. To w aênie radiowe nas uchiwanie WszechÊwiata pozwoli o po raz pierwszy zarejestrowaç resztkowe promieniowanie pozosta e po Wielkim Wybuchu. Z fal radiowych mo emy si tak e du o dowiedzieç o supernowych, kwazarach, pulsarach, mi dzygwiazdowych obszarach wype nionych gazem oraz o rodzaju i iloêci czàsteczek chemicznych w tych obszarach. 7

8 Dlaczego trzeba budowaç teleskopy kosmiczne WszechÊwiat nadaje do nas sygna y w ca ym zakresie widma fal elektromagnetycznych, jednak wi kszoêç tego promieniowania w ogóle nie dociera do powierzchni Ziemi. Dlaczego? Bo atmosfera jest nieprzezroczysta dla pewnych pasm promieniowania. Na szcz Êcie dla nas atmosfera nie przepuszcza groênych dla ycia wysokoenergetycznych promieni X i gamma oraz wi kszoêç nadfioletu. Poch ania tak e wi kszoêç podczerwieni. Za to nasza atmosfera jest przezroczysta dla Êwiat a, wi kszoêci fal radiowych i niektórych wàskich pasm podczerwieni. Naziemne obserwatoria najcz Êciej sà budowane na szczytach gór w bardzo suchym klimacie. Chodzi o to, by instrumenty by y umieszczone ponad najg stszymi warstwami powietrza z absorbujàcà podczerwieƒ parà wodnà. Za to radioteleskopy mogà pracowaç na nizinach, i to zarówno w dzieƒ jak i w nocy. Wszystkie obserwatoria naziemne dostarczajà niezwykle cennych danych rejestrowanych w d ugich odst pach czasu, ale tylko w zakresach fal przepuszczanych przez atmosfer. Ogromna wi kszoêç naszej wiedzy o WszechÊwiecie pochodzi z badania fal elektromagnetycznych wysy anych przez obiekty kosmiczne. Jednak eby otrzymaç pe ny obraz zadziwiajàcego i tajemniczego WszechÊwiata, musimy go zobaczyç w pe nym blasku ca ego promieniowania. By uzyskaç ca o- Êciowy obraz, musimy badaç ca e widmo. Dlatego tak wa ne jest umieszczanie niektórych przyrzàdów badawczych w kosmosie, ponad atmosferà eliminujàcà wiele cennych dla nas noêników informacji. Astronomia wspó czesna u ywa do tych celów samolotów osiàgajàcych pu ap 14 km, balonów docierajàcych 33 km nad powierzchni Ziemi, teleskopów umieszczanych na promach kosmicznych i w satelitach na orbitach oko oziemskich, a nawet dalej w kosmosie. Dzi ki szybkiemu rozwojowi technologicznemu i mo liwoêci wynoszenia instrumentów badawczych w kosmos, astronomia ca ego widma ma bardzo obiecujàcà przysz oêç. W najbli szej przysz oêci z pewnoêcià dowiemy si o wielu fascynujàcych odkryciach zrobionych dzi ki badaniom ca ego widma. 8

9 Informacje Plakat mo e byç wykorzystywany we wszystkich typach szkó, jednak teksty na rewersie sà przeznaczone raczej dla uczniów szkó ponadgimnazjalnych. Kolorowe wersje zdj ç umieszczonych na rewersie plakatu mo na znaleêç na amerykaƒskiej stronie WWW Cool Cosmos ( w rozdziale Multiwavelength Astronomy. Wi cej wiadomoêci na temat widma fal elektromagnetycznych oraz obserwacji astronomicznych prowadzonych w ró nych zakresach widma mo na znaleêç na nast pujàcych stronach WWW (w j zyku angielskim): Astronomia ca ego widma: Widmo fal elektromagnetycznych: Promieniowanie gamma: Promienie X: i Nadfiolet: Âwiat o widzialne: Podczerwieƒ: i Fale radiowe: i èród a fotografii Galaxy M33 Composite: The National Radio Astronomy Observatory (NRAO/AUI). Cat s Eye Nebula Composite: NASA / Y. Chu (UIUC) et al. (X-Ray); J. P. Harrington and K. J. Borkowski (UMD) (Visible); Z. Levay (STScI) (Composite). Nebula NGC 7027 Composite: William Latter (SSC/Caltech)/NASA. Sun Composite: Williams College Eclipse Expedition and the EIT Consortium (SOHO). Jupiter Composite: NASA / STScI (Visible); STScI, John T. Clarke and Gilda E. Ballester (University of Michigan), and John Trauger and Robin Evans (JPL) (Ultraviolet); J. Rayner (U. Hawaii), NSFCAM, IRTF (Infrared); Jim Keller (SSC/Caltech) (Composite). Mars Composite: David Crisp (JPL/Caltech) and the HST WFPC2 Science Team. Electromagnetic Spectrum: Charles Bluehawk/IPAC/NASA. M81: X-Ray: ROSAT. Ultraviolet: ASTRO-1 UIT. Visible: Robert Gendler. Near-IR: 2MASS. Far-IR: IRAS. Radio: ROSAT. M87: Visible: AAO (image reference AAT 60). Radio: F. Owen, NRAO, with J. Biretta, STSCI, & J. Eilek, NMIMT. 30 Doradus: X-Ray: ROSAT. Ultraviolet: ASTRO-1 UIT. Visible: Anglo-Australian Observatory, Photograph by David Malin. Near-IR: 2MASS. Mid-IR: IRAS. Cassiopeia A: X-Ray: NASA/CXC/SAO. Visible: R. Fesen, MDM Observatory. Mid-IR: ESA/ISO, ISOCAM, P. Lagage et al. Far-IR: IRAS. Radio: The National Radio Astronomy Observatory (NRAO/AUI). Moon: X-Ray: ROSAT. Ultraviolet: ASTRO-2 UIT. Visible: Galileo. Near-IR: Galileo. Mid-IR: DCATT team of MSX. Radio: Ron Maddalena/Sue Ann Heatherly/NRAO. Saturn: Ultraviolet: J. Trauger (JPL)/NASA. Visible: Voyager. Near-IR: Erich Karkoschka (University of Arizona)/NASA. Radio: The National Radio Astronomy Observatory (NRAO/AUI). X-Ray of Hot Gas: CXO. UV White Dwarf: ASTRO-1. Colored Stars in M15: P. Guhathakurta (UCO/Lick, UC Santa Cruz), NASA. IR Milky Way: 2MASS. Radio Supernova Remnant: The National Radio Astronomy Observatory (NRAO/AUI). Venus: Ultraviolet: Pioneer. Visible: Galileo. Infrared: Galileo. Radio: Magellan/Arecibo. Sun: X-Ray: Yohkoh. Ultraviolet: SOHO EIT/ESA-NASA. Visible: Big Bear Solar Observator/New Jersey Institute of Technology. Infrared: National Solar Observatory/Kitt Peak, AURA/NSF. Radio: Nobeyama. Orion: X-Ray: ROSAT Mission and the Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany. Ultraviolet: MSX. Visible: Akiri Fujii/JPL. Infrared: Jayant Murthy & Larry Paxton (JHU & APL), Steve Price (AFRL). Radio: The National Radio Astronomy Observatory (NRAO/AUI). Centaurus A: X-Ray: CXC. Visible: Anglo-Australian Observatory, Photograph by David Malin. Infrared: ESA/ISO, ISOCAM, I.F. Mirabel et al. Radio: NRAO VLA. Illustrated Atmospheric Opacity Graph: Jim Keller/SSC/IPAC/NASA. Autorzy plakatu Plakat zosta opracowany przez SIRTF Science Center (SSC) Office of Education and Public Outreach. Projekt: Linda Hermans- -Killiam, Doris Daou, Michelle Thaller i Jim Keller. SSC Assistant Director for Community and Public Affairs: Michael Bicay. Dodatkowe informacje: sirtf@ipac.caltech.edu. National Aeronautics and Space Administration Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology Pasadena, California Polska wersja plakatu: Fizyka w Szkole, czasopismo dla nauczycieli, T umaczenie: Ludwik Lehman, konsultacje: Tomasz Bulik. Tekst rewersu w formie broszury (9 stron) mo na wydrukowaç z pliku pdf ze strony internetowej czasopisma. 9