Тисячі зір, які можна спостерігати на небі неозброєним оком, здаються незліченними. Проте навіть мільярди світил, які бачать найдосконаліші телескопи, не дозволяють скласти повну карту Чумацького Шляху. Для цього треба використовувати радіотелескопи, що вловлюють випромінювання водню на довжині хвилі у 21 см.
Випромінення на довжині хвилі 21 см
Ви коли-небудь замислювалися, як астрономам вдається скласти карту Чумацького Шляху, коли він такий неймовірно великий? Одним із найпотужніших інструментів є так зване 21-сантиметрове випромінювання.
Водень, найпоширеніший елемент у Всесвіті, відіграє тут ключову роль. Коли електрони в атомах водню змінюють напрямок свого спіну, випромінюється особливий тип електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі 21 см.
Галактика Чумацький Шлях наповнена атомами водню, і ці атоми постійно випромінюють 21-сантиметрове випромінювання. Найкраще те, що це випромінювання може подорожувати на великі відстані крізь міжзоряний пил, який часто затуляє наш погляд на Галактику у видимому світлі. Це робить 21-сантиметрове випромінювання неймовірно корисним інструментом для картографування структури Чумацького Шляху.
Це випромінювання показує все — від хмар газу, що утворюють зорі, до форм спіральних рукавів Галактики. У той час як видиме світло просто затримується у міжзоряному пилу, коли намагається подолати десятки тисяч світлових років через Галактику, випромінювання 21 см просто пролітає крізь нього.
Червоне та синє зміщення у дослідженнях
Астрономи також можуть дізнатися про обертання Чумацького Шляху, вивчаючи червоне та синє зміщення випромінювання 21 см. Коли об’єкт у космосі віддаляється від нас, довжина хвилі світла або випромінювання, яке він видає, розтягується, через що воно здається червонішим (червоне зміщення). І навпаки, коли об’єкт рухається до нас, довжина хвилі стискається, що робить його синішим (блакитний зсув).
Аналізуючи червоне і синє зміщення випромінювання з довжиною хвилі 21 см із різних частин Галактики, астрономи можуть визначити, як швидко обертаються різні регіони Чумацького Шляху. Ця інформація допомагає їм побудувати більш повну картину динаміки та руху нашої Галактики.
Користь випромінювання 21 см не обмежується лише Чумацьким Шляхом. Астрономи можуть використовувати ці ж методи для вивчення далеких галактик. Досліджуючи хмари нейтрального водневого газу в далеких галактиках, вони можуть оцінити маси цих галактик. Це відбувається тому, що кількість випромінювання 21 см пов’язана з кількістю присутніх атомів водню, що своєю чергою дає підказки про загальну масу галактики.
Корисний інструмент картографування
21-сантиметрове випромінювання — це потужний інструмент в астрономії, який дозволяє вченим скласти карту структури Чумацького Шляху і навіть оцінити маси далеких галактик. Цей метод відкриває вікно у величезний і складний Всесвіт, допомагаючи нам розгадувати таємниці космосу з кожним новим спостереженням.
Тож наступного разу, коли ви дивитиметеся на нічне небо, пам’ятайте, що там відбувається набагато більше, ніж здається на перший погляд. Завдяки випромінюванню 21 см ми можемо знімати шари Чумацького Шляху і досліджувати чудеса Всесвіту у способи, які годі було й уявити.
За матеріалами phys.org
