2. Завдання астрофізики. Позаатмосферна астрономія

Астрофізика на підставі установлених фізичних законів пояснює фізичні явища, що відбуваються в навколишньому світовому просторі, вивчає будову, фізичні властивості й хімічний склад окремих небесних об’єктів.

Завдання практичної астрофізики — розробити інструменти, прилади й методи астрофізичних досліджень.

Завдання теоретичної астрофізики — займатися теоретичним аналізом результатів, отриманих під час спостережень.

Висновки астрофізики широко використовують і в інших роз­ділах астрономії — зоряній, космогонії, космології. Не можна го­ворити про будову нашої зоряної системи Галактики, про законо­мірності розподілу в ній зір і міжзоряної матерії, якщо не відомі, наприклад, її масштаби, відстань до окремих зір і зоряних скуп­чень. Але ж ця проблема значною мірою розв’язується саме астро­фізичними методами.

Позаатмосферна астрономія

Позаатмосферна астрономія передбачає спостереження астро­номічних об’єктів за допомогою приладів, виведених за межі зем­ної атмосфери на борту геофізичних ракет або штучних супутників. Її основні розділи — це астрономія високих енергій (у рентгенів­ських і гамма-променях), оптична й ультрафіолетова астрономія, інфрачервона астрономія і зовсім нова космічна інтерферометрія з наддовгою базою.

Астрономічні спостереження з космосу — невід’ємна частина сучасної астрофізики. Зорі, туманності і галактики випроміню­ють не тільки видиме світло, але й радіохвилі, інфрачервоне, уль­трафіолетове, рентгенівське і гамма-випромінювання, що несуть найважливішу інформацію про випромінюваний об’єкт. Однак до поверхні Землі, крім видимого світла, доходять тільки радіо­

хвилі і короткохвильове (1-4 мкм) інфрачервоне випромінювання; атмосфера непрозора для високоенергетичного випромінювання (гамма-, рентгенівського й ультрафіолетового) і майже непрозора для довгохвильового інфрачервоного світла. Тому астрономи, щоби дослідити ці види випромінювання, піднімають прилади над по- глинальними шарами атмосфери.

Позаатмосферна астрономія потрібна і для деяких спостере­жень у видимому світлі. Проходячи крізь атмосферу, світло роз­сіюється на порошинах, поглинається молекулами озону і води і заломлюється на неоднорідностях густини, внаслідок чого зобра­ження тремтять і стають розмитими. У 1980-1990-х роках була створена техніка адаптивної оптики, спроможна в реальному часі змінювати форму оптичної поверхні (наприклад, дзеркала теле­скопа) для компенсації атмосферного тремтіння й розмитості. Це істотно підвищило чіткість зображень у наземних телескопів — до десятих часток кутової секунди. Але кращих результатів досяг­ти не вдається. До того ж власне світіння нічної атмосфери і розсі­яне у ній світло міських і дорожніх вогнів заважають астрономам вивчати об’єкти низької поверхневої яскравості — туманності і га­лактики, навіть перебуваючи у віддалених гірських обсерваторіях. У телескопів, що працюють на орбіті, небо набагато темніше і зо­браження набагато чіткіші.

Для перших позаатмосферних астрономічних спостережень використовували балістичні ракети, що лише на кілька хвилин піднімалися над густими шарами атмосфери. Ще наприкінці 1940-х років учені СІЛА виміряли ультрафіолетове випромінюван­ня Сонця, використовуючи захоплені німецькі ракети «Фау-2», що запускали на полігоні Уайт-Сендс (шт. Нью-Мексико). Однак позаатмосферна астрономія реально почала розвиватися, коли короткочасні виходи в космос за допомогою висотних ракет були доповнені детальними дослідженнями з борту орбітальних обсер­ваторій.