Eftersom ingenjörer och tekniker arbetar hårt för att diagnostisera och utveckla en lösning (i bästa fall) eller arbeta runt (i värsta fall) de senaste gyroskopfrågorna i Hubble Space Telescope, ger det oss ett ögonblick att kolla in och reflektera över några av dess största brister på vetenskap. Oroa dig inte, det stora observatoriet på himlen kommer inte någonstans när som helst snart (så mycket som vi vill ha en uppgradering eller ersättning), så vi kan med säkerhet se fram emot många fler år med astronomisk storhet. Men Hubble har kört i nästan tre decennier nu; vad har det bidragit till summan av mänsklig kunskap om universum?
Svaret: mycket. Och idag kommer jag att träffa bara en av höjdpunkterna.
Att mäta långa avstånd till långt borta saker i rymden är ingen enkel uppgift. Det visar sig att det är verkligen svårt att säga något som är "Andromeda Galaxy är cirka 2,5 miljoner ljusår bort" i slutändan. Moderna astronomiska mätningar vilar på en uppsättning överlappande, sammankopplade tekniker som arbetar stadigt utåt till allt större avstånd hela vägen från månen till kanten av det observerbara universum.
Ett av nyckelförankringarna i den så kallade "kosmiska avståndsstegen" (eftersom det är som en stege med avstånd till kosmos) är ett konstigt astronomiskt objekt känt som Cepheid-variabler. Dessa stjärnor har fått sitt namn på den kungliga konstellationen där de först upptäcktes och har en mycket speciell och mycket användbar egenskap: de pulsar.
Under några dagar kommer dessa stjärnor stadigt att bli ljusare och ljusare och cyklar igenom i ett regelbundet, repeterbart och pålitligt mönster. Och i början av 1900-talet upptäckte en underbart begåvad astronom med namnet Henrietta Swan Leavitt att dessa Cepheid-variabler inte bara är tråkigt variabla - de är intressant variabla. Det finns en väldigt nyfiken relation mellan hur snabbt dessa stjärnor cyklar ljusare / ljusare och hur iboende ljusa de är (i astronomiens jargong är detta känt som ljusstyrka).
Och om du vet hur ljust något är, kan du beräkna avståndet. Tänk på det för bara lite med mig att inse hur fantastisk det är. Gå ut ikväll och titta på en slumpmässig stjärna. Hur långt borta är det? Ta en slumpmässig gissning. Leta efter en ljusare stjärna. Är den ljusare stjärnan ljusare eftersom den är närmare? Eller är det ljusare för ... det är bara, du vet, ljusare? Det är ett tufft pussel som oroade även tankar som Newton.
Men om du kände till stjärnornas ljusstyrka (den verkliga ljusstyrkan), så kunde du säkert veta vilken som var längre och vilken som var närmare. För varje stjärna kan du jämföra dess Sann ljusstyrka till ljusstyrkan du mäter på himlen, gör lite men av trigonometri i gymnasiet, och du skulle veta avståndet till dessa stellar denizens.
Detta är svårt att göra med någon gammal stjärna, eftersom det är svårt att veta deras verkliga ljusstyrka. Men tack och lov är Cepheids inte bara någon gammal stjärna. Eftersom du kan mäta deras variation, och att variationen är direkt kopplad till deras ljusstyrka, kan du klämma ner deras avstånd med (relativ) lätthet.
Det var med Cepheids som Edwin Hubble först upptäckte att Andromedagalaxen är a) sin egen galax, och b) verkligen långt borta, vilket öppnade upp vårt första stora språng i den bredare kosmologiska scenen. Och nu vet du varför Hubble (rymmeteleskopet) fick sitt namn efter Hubble (personen). Men Cepheids kan bara ta oss så långt. Du måste fortfarande observera en enskild stjärna och ha ett tillräckligt känsligt teleskop för att registrera variationen över tid. Det här är ingen enkel prestation och blir mycket, mycket svårare ju längre du går.
För att komma till de verkligt stora kosmologiska avstånden som vi känner och älskar idag, byter vi till andra tekniker. Men dessa tekniker (säg att titta på vissa typer av supernovaer) är inte bra i närheten, så Cepheids utgör den avgörande förankringspunkten för att nå till ... ja, stjärnorna.
Och det är här Hubble levererade på ett stort sätt. Hubble är ett stort teleskop, vilket betyder att den kan se mycket långt borta Cepheids. Och det är i rymden, så det behöver inte oroa sig för den irriterande atmosfären från att förstöra sina mätningar. Med dessa fördelar och andra framsteg kan astronomer klämma fast avståndet till tre dussin galaxer så långt bort som 65 miljoner ljusår, med flera Cepheid-mätningar per galax för att verkligen låsa dem in.
Detta enda resultat cementerade vår förståelse av kosmiska avstånd, och hjälpte oss att lära oss mer om allt från historien om vår kosmos till mörk energi. Och det var bara en liten bit av vad som har uppnåtts med Hubble.
Läs mer: “Slutresultat från Hubble Space Telescope Key Project för att mäta Hubble-konstanten”
