(ostatnia modyfikacja ²⁴/₀₇.2020)

   

Karta 9 verso autografu De revolutionibus Mikołaja Kopernika, gdzieś około 1540 roku, zawierająca rysunek heliocentrycznego Układu Słonecznego.

  

Karta z pierwszego wydania De revolutionibus Mikołaja Kopernika z 1543 roku zawierająca rysunek heliocentrycznego Układu Słonecznego

  

Sidereus Nuncius (Gwiezdny posłaniec) to krótki traktat astronomiczny (lub broszura) opublikowany przez Galileo Galilei 13 marca 1610. Była to pierwsza opublikowana praca naukowa oparta na obserwacjach dokonanych przez teleskop i zawiera wyniki wczesnych obserwacji Galileusza niedoskonałego i górzystego Księżyca, setek gwiazd, których nie można było zobaczyć ani w Drodze Mlecznej, ani niektórych konstelacji gołym okiem, oraz gwiazd medycejskich (późniejszych księżyców Galileuszowych), które wydawało się, że krąży wokół Jowisza. Była to pierwsza bezsporna obserwacja ciał niebieskich krążących wokół innego ciała niż Słońce (za wyjątkiem naszego Księżyca, o którym wiedziano, że krąży wokół Ziemi).

   

W 1845 roku, 72-calowy teleskop Williama Parsonsa, trzeciego hrabiego Rosse, umożliwił mu zobaczenie spiralnego kształtu mgławicy M51. Podobnie jak wielu astronomów, rysował jasne części obrazu ciemnym ołówkiem, dzięki czemu jego rysunek wyglądał jak negatyw fotograficzny. Lord Rosse odkrył spiralną naturę niektórych mgławic, dziś znanych jako galaktyki spiralne.

      

   

Henrietta Swan Leavitt była jedną z wielu kobiet „komputerów”, które pracowały na Uniwersytecie Harvarda, katalogując gwiazdy na przełomie XIX i XX wieku. Szczególnym zadaniem Leavitt były gwiazdy zmienne cefeidy. Gwiazdy te zmieniają swoją jasność z dnia na dzień lub z tygodnia na tydzień. Zauważyła też, że generalnie jaśniejsze gwiazdy mają dłuższe okresy - im jaśniejsza gwiazda, tym dłużej trwa cykl przez jej zmienność. Na początku było to nic innego jak ciekawostka. To nic dla nikogo nie znaczyło. Ale Leavitt uczyniła to bardzo znaczącym w swojej dalszej pracy. Spojrzała na próbkę gwiazd zmiennych, które znajdowały się w pobliżu tego samego miejsca, w Małym Obłoku Magellana. To maleńka galaktyka karłowata bardzo blisko naszej Drogi Mlecznej. Tutaj, przy mniejszej próbce, jej trend był jeszcze wyraźniejszy. Jaśniejsze gwiazdy miały dłuższe okresy. W 1912 roku Leavitt opublikowała wyniki swoich badań w formie wykresu pokazującego zależność pomiędzy okresem zmienności cefeid a ich jasnością absolutną. Zależność ta jest podstawą stosowanych do dziś metod pomiaru odległości do pobliskich galaktyk.

   

W nocy z 5 na 6 października 1923 roku astronom z Carnegie Edwin P. Hubble wykonał na szklanej płycie zdjęcie Galaktyki Andromedy (Messier 31) za pomocą 100-calowego teleskopu Hooker z Obserwatorium Mount Wilson. Ta płyta, z numerem identyfikacyjnym H335H („Hooker plate 335 by Hubble”), jest znana z odkrycia przez niego pierwszej gwiazdy zmiennej cefeidy w M31, co dowiodło ponad wszelką wątpliwość, że M31 była galaktyką odrębną od naszej. Pierwsze zdjęcie H335H przedstawia szklaną stronę kliszy fotograficznej, na której Hubble zaznaczył tuszem nowe i ostatecznie pierwszą cefeidę. Litery N na tablicy H335H oznaczają Novae, gwiazdy oznaczone przez Hubble'a jako nowe w porównaniu z wcześniejszymi płytami. Pierwsza odkryta zmienna cefeidy ma przekreśloną literę N i jest oznaczona jako „VAR!”, Co wskazuje, że Hubble początkowo myślał, że jest to nowa, ale ostatecznie odkrył, że różniła się jasnością jak cefeida.

  

W 1924 roku Edwin Hubble wykreślił krzywą zmian jasności pierwszej cefeidy znalezionej w wielkiej mgławicy (spiralnej!) w Adromedzie (M31). Znając tę krzywą, oraz wykorzystując kalibrację zależności okres-jasność cefeid dokonaną przez Shapleya w 1918 roku, mógł określić odległość do mgławicy: 275 kiloparseków (815 500 lat świetlnych). Była to pierwsza pomierzona odległość do mgławicy spiralnej! Przez kilka kolejnych miesięcy Hubble był jedynym człowiekiem na świecie, który wiedział jaka jest budowa Wszechświata: Wszechświat jest wyspowy.

   

W lutym 1924 roku Edwin Hubble wysłał do Shapleya list informujący go o odkryciu cefeidy w mgławicy w Andromedzie (M31). Do listu dołączył wykreśloną krzywą zmian jasności cefeidy, która była podstawą do wyznaczenia okresu zmienności, jasności i ostatecznie odległości do cefeidy. W tym momencie Shapley był drugim człowiekiem, który wiedział, że Wszechświat jest wyspowy. Było to zaprzeczeniem jego własnego poglądu o Wszechświecie zawierającym tylko jedną galaktykę: Drogę Mleczną.

    

W latach dwudziestych dwudziestego wieku Edwin Hubble, pracując w Obserwatorium Mount Wilson, znalazł obserwacyjne dowody potwierdzające teoretyczne przewidywania, że Wszechświat się rozszerza. Porównał prędkości radialne galaktyk mierzone na podstawie ich widm z ich pozorną jasnością oszacowaną na płytach fotograficznych. Oryginalny wykres ilustrujący ten wniosek pochodzi z artykułu opublikowanego w 1929 roku.

  

Zdjęcie jest jednym z pierwszych kolorowych zdjęć astronomicznych – być może pierwszym – wykonanym przez Billa Millera (1910–1981) 11 sierpnia 1958 r. Miller użył teleskopu Palomar (obecnie Samuel Oschin) 1,2 m Schmidt Telescope. Z fotograficznego punktu widzenia ten teleskop jest odpowiednikiem „soczewki” odbijającej pracującej z około F / 2,5 i ogniskowej około 3 metrów. W tym czasie Bill Miller pracował w Hale Observatories w Pasadenie jako fotograf naukowy i przez wiele lat, aż do przejścia na emeryturę w 1975 roku, był wyjątkowym źródłem wiedzy na temat wszystkich aspektów profesjonalnej astrofotografii.
   Zdjęcie pokazane tutaj było 120-minutową ekspozycją na folii arkuszowej Super Anscochrome 4 x 5 cali. Chociaż ta przezroczysta folia miała niezwykłą wówczas prędkość odpowiadającą 100 ISO dla krótkich ekspozycji w świetle dziennym, podczas dwugodzinnej ekspozycji Bill oszacował, że spadła do około 8 ISO.
   To zdjęcie zostało zeskanowane z kopii oryginału Billa Millera z 1958 r., pożyczonej przez dr Roberta Brucato, następnie z Palomar Observatories / Caltech, Malin. Film został zeskanowany, a Malin dokonał poprawek w celu poprawy ogólnego balansu kolorów, głównie poprzez zwiększenie kontrastu. Nie zastosowano różnicowego wzmocnienia koloru.

  

Mikrofalowe promieniowanie tła zarejestrowane przez COBE. Cosmic Background Explorer (COBE) był pierwszym sztucznym satelitą zbudowanym specjalnie do badań kosmologicznych. Został wystrzelony przez NASA 18 listopada 1989 roku. Misja COBE trwała cztery lata. Przeszła do historii jako wydarzenie, które zmieniło kosmologię z nauki filozoficznej w fizyczną. Badania wykazały, że uzyskana krzywa intensywności promieniowania idealnie zgadza się z teoretyczną dla ciała doskonale czarnego o temperaturze 2,726 ± 0,010 K i maksimum emisji przy długości fali 1,869 mm.

  

Mapa rozkładu temperatur mikrofalowego promieniowania tła uzyskana przez WMAP. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) to nazwa misji amerykańskiej agencji NASA mającej za zadanie wykonanie pomiarów temperatury promieniowania reliktowego wraz z jej rozkładem kątowym. Była to następna po COBE misja kosmologiczna. Satelita WMAP został wyniesiony w kosmos 30 czerwca 2001 roku a zbieranie danych zakończyło się w sierpniu 2010 roku. Głównym celem WMAP było wykonanie mapy różnic temperatur mikrofalowego promieniowania tła, powstałego gdy Wszechświat miał ok. 376 000 lat. Mapę tę zaprezentowano dnia 11 lutego 2003 na podstawie danych zebranych w ciągu pierwszego roku działania satelity. Kolejne, dokładniejsze mapy i dopasowania parametrów kosmologicznych, opublikowano w 2006, 2008, 2010 i 2012 roku, po trzech, pięciu, siedmiu i dziewięciu latach zbierania danych obserwacyjnych.

  

Mapa rozkładu temperatur mikrofalowego promieniowania tła uzyskana przez satelitę Planck. Planck był misją satelity Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), przeznaczonego do wykonania pomiarów anizotropii kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła z wysoką zdolnością rozdzielczą. Satelita został wyniesiony na orbitę Ziemską 14 maja 2009. Misja została zakończona 23 października 2013 roku. 5 lutego 2015 opublikowano opracowanie danych zebranych w ciągu czterech lat działania satelity. Najważniejsze wyniki: (1) wiek Wszechświata: 13,799 ± 0,038 mld lat (dokładność do 0,3%), (2) Stała Hubble'a: 67,8 ± 0,9 km/s/Mpc (to wyraźnie mniej niż 73 km/s/Mpc wydedukowane z supernowych Ia), (3) ciemna energia stanowi 69,2 ± 1,2% masy-energii Wszechświata.

  

Szeroki panoramiczny widok obejmujący pojedyncze ekspozycje trwające od 15 do 25 sekund, uchwycony w sierpniu 2018 roku z ciemnego nieba pustyni Atakama na półkuli południowej w Chile i ciemnego nieba na półkuli północnej w Alqueva w Portugalii, ukazuje galaktyczną scenę profilu naszej własnej galaktyki Drogi Mlecznej. W odległości 26 000 lat świetlnych od zapylonego jądra panorama ta obejmuje około 239º od krawędzi do krawędzi. O widzialnej średnicy około 100 000 lat świetlnych i grubości 2000 lat świetlnych jest drugą co do wielkości galaktyką w Grupie Lokalnej. Zdjęcie jest rezultatem realizowanego przez ESA projektu Gaia, dedykowanego dokładnemu mapowaniu Drogi Mlecznej w trzech wymiarach, który dostarcza nam nowych danych i najbardziej szczegółowej mapy naszego galaktycznego domu, jaki kiedykolwiek wykonano z kosmosu. Na tym dużym obrazie wykonanym z naszej planety Ziemia, możemy zobaczyć powyżej wybrzuszenie środkowego przesłonięte przez międzygwiazdowy pył, jasne światło planety Jowisz. Poza tym świecące mgławice, ciemne chmury pyłu i zatłoczone pola gwiazd są rozrzucone wzdłuż żyznej płaszczyzny galaktycznej. Podczas gdy dolny lewy widok tej panoramy pokazuje naszą sąsiednią galaktykę spiralną Andromedy, znajdującą się w odległości około 2,5 miliona lat świetlnych od nas - wiedząc, że pewnego dnia prawdopodobnie zderzą się lub zmieszają ze sobą - w górnej prawej części ramienia Drogi Mlecznej, inne pozornie jasne światło nie należy do gwiazdy, ale do Omega Centauri, największej gromady kulistej w Drodze Mlecznej, o średnicy około 150 lat świetlnych. Po lewej stronie zdjęcia bardzo dobrze widoczny jest dobrze znany trójkąt letni, utworzony przez Vegę (w Lyrze) - najjaśniejszą gwiazdę nad lewym ramieniem galaktyki - i Deneb (w Łabędziu), widoczny blisko przyciągającego wzrok czerwona mgławica emisyjna Ameryka Północna, podczas gdy gwiazda Altair (z Aquili) jest widoczna poniżej ramienia i „w kierunku” jądra Galaktyki.

  

2 maja 2019 roku opublikowano zdjęcie wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a przedstawiające największą i najbardziej wszechstronną „książkę o historii” galaktyk we Wszechświecie. Zdjęcie, jest połączeniem prawie 7500 oddzielnych ekspozycji Hubble'a, wykonanych w czasie 16 lat obserwacji.
   Ambitne przedsięwzięcie, zwane Hubble Legacy Field, obejmuje kilka badań głębokiego pola Hubble'a, w tym eXtreme Deep Field (XDF), najgłębszy widok wszechświata. Zakres długości fal rozciąga się od światła ultrafioletowego do bliskiej podczerwieni, rejestrując wszystkie cechy gromadzenia się galaktyk w czasie.
   Mozaika obrazu przedstawia szeroki portret odległego wszechświata i zawiera około 265 000 galaktyk. Rozciągają się od 13,3 miliarda lat do zaledwie 500 milionów lat po narodzinach wszechświata w Wielkim Wybuchu. Malutkie, słabe, najbardziej odległe galaktyki na obrazie są podobne do wiosek z sadzonek, z których wyrosły dzisiejsze wielkie miasta-gwiazdy galaktyk. Najsłabsze i najdalsze galaktyki mają zaledwie jedną dziesięciomiliardową jasność tego, co widzi ludzkie oko.