哈勃空間望遠鏡多少歲了,它有哪些發現,帶給人類多少驚喜?

一枚遊戲科幻迷


哈勃空間望遠鏡是以著名的天文學家埃德溫-哈勃的名字命名的。在1990年4月發射與美國的肯尼迪航天發射中心。它的建造過程花費了十年之久以及一萬名科員人員,是一件偉大的工程。

哈勃望遠鏡是屬於光學望遠鏡,因為在地球受大氣層影響,觀測的影像會干擾,所以哈勃望遠鏡要放在大氣層之外。從發射之日開始哈勃望遠鏡已經圍繞地球軌道十幾萬圈了。拍攝了大量的珍貴宇宙深空照片。


哈勃的發現

在2013年哈勃觀測到了最遙遠星系的光,大約距離地球130億光年,也就是宇宙誕生的7億年後。

哈勃拍攝了大量的獵戶座星雲全景圖,其中發現了新恆星的誕生,這一發現能瞭解我們太陽系是如何形成的。

哈勃望遠鏡2012年在阿貝爾520星系團中發現了暗物質塊。2007年更是發現兩個超大質量恆星碰撞,碰撞形成的物質環是證實了暗物質存在證據。

哈勃在太陽系外發現了五顆類地行星,可能有液態水和大氣層的存在,這5顆行星分別叫做WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與XO-1b

哈勃望遠鏡在些年裡還拍攝了大量的超新星爆發的照片,星系碰撞的情景,發現了很多新的星系,間接的發現了超大質量黑洞,拍攝的宇宙圖片大約有5萬個星系。可以說哈勃讓我們初步的瞭解宇宙的樣貌,讓我們知道地球有多麼渺小。

關於哈勃的發現還有很多我就不一一訴說了。


宇宙探索未解之迷


一九九零年發射的哈勃望遠鏡,迄今為止將近三十年,下面是列舉出來的哈勃望遠鏡十大貢獻!

哈勃望遠鏡的十大貢獻

按照從小到大的順序——從行星這樣的小天體,到巨大的星系,乃至整個宇宙,對哈勃望遠鏡的十大貢獻逐一進行介紹。這架望遠鏡還在繼續出產令人驚訝的科學成果。哈勃發現了冥王星的另外兩顆新衛星;在宇宙的極早期找到了一個質量大得出乎意料的星系(而且自相矛盾的是,質量大得與它幼小的年齡極不相稱);還確認了在一顆褐矮星身邊,有一個達到行星質量的同伴,雖然它本身比行星重不了多少。我們應該為生活在這樣一個時代感到幸運,哈勃讓我們有機會目睹宇宙中的許多奇景。

  1、彗木大沖撞

  從宇宙的角度出發,舒梅克—列維9號彗星(Comet Shoemaker-Levy 9)與木星相撞,是一件再平常不過的事:岩石行星和衛星表面的千瘡百孔已經證明,太陽系原本就是一個危險的射擊場。不過,從人類的視角來看,這場衝撞卻是終其一生也難得一見的大事:人們相信,平均每1,000年,才會有一顆彗星一頭扎進行星之中。

  在舒梅克-列維9號彗星“英勇獻身”的一年以前,哈勃的照片就揭露出,它已經分裂成大約20塊碎片,變成了一串“珍珠項鍊”。1994年7月16日,第一塊碎片闖入木星大氣層,接下來的一週內,其餘碎片也接踵而至。照片顯示,如原子彈蘑菇雲一般的火球柱從木星的地平線上升騰而起,在撞擊發生後的10分鐘以內,逐漸下降、擴散開來。撞擊造成的疤痕在木星表面滯留了好幾個月。

  這些照片如此珍稀,已經是價值不菲,這些連拍畫面,還對木星這顆氣態巨行星的化學構成提出了一個有趣的問題。在某個位置,波紋以450米/秒的速度向外擴散。主流解釋認為,這些波紋是重力波(gravity wave)的一種,木星大氣層中的浮力起到了回覆力的作用,就像你試圖將一塊木頭強壓到水下,它就會上下來回振動一樣。[譯註:這裡指的並不是廣義相對論預言的引力波(gravitational wave),而是流體力學中的重力波。當一小團流體物質偏離平衡位置時,某種回覆力,例如重力或浮力,就會迫使它恢復平衡,結果這團物質就會在平衡位置附近來回振動,形成所謂的重力波。水面上盪漾的波紋就是重力波最常見的例子。]果真如此,這些波紋的性質就能間接表明,在這塊傳播著波紋的水雲(water cloud)之中,氧和氫的比例是太陽的10倍。根據過去一些理論提出的假設,木星是由太陽系的原始塵埃氣體盤,在引力的作用下分裂成團,逐漸聚集而成的。如果假設正確,木星的化學構成就該與氣體盤相同,也就應該跟太陽的化學成分相似。觀測與理論提出的化學成分比例,明顯有很大的差距,這個分歧至今無人能解。

  2、太陽系外的行星

  2001年,美國天文學會請行星科學家投票表決,選出過去十年內他們心目中最重大的發現。結果,在我們太陽系以外成功檢測到其他行星的存在,成為他們的一致選擇。現在,研究人員已經找到大約180個類似的天體,其中大部分都是利用地基望遠鏡,通過觀測恆星的輕微擺動發現的。當一顆行星圍繞主星旋轉時,它所施加的引力就會拉扯主星,引起這樣的擺動。不過這些觀測所提供的信息非常有限:只提供了這顆行星運行軌道的大小和橢率,以及這顆行星的質量下限。

  哈勃進行了後續觀測,它著重觀察一些軌道平面與我們的視線方向剛好一致的行星。這些行星週期性地從主星前面經過,遮擋一部分星光,導致恆星亮度下降——這類事件被稱為掩食(transit)。哈勃觀測了人們發現的第一顆掩食行星——恆星HD209458的同伴,為這顆行星的性質提供了非常翔實的信息,詳細程度超過了我們在太陽系外發現的其他任何行星。它比木星輕了30%,直徑卻大了30%,這大概是因為主星發出的強勁輻射已經使它變得體態臃腫。如果這顆行星擁有寬寬的光環和大塊頭衛星,哈勃數據的精度就足以暴露它們的蹤跡;很可惜,它們並不存在。最令人印象深刻的是,哈勃已經測得了這顆行星的化學成分。對一顆圍繞著其他恆星運行的行星來說,這還是破天荒頭一遭。它的大氣層中包含了鈉、碳和氧,它的氫元素揮發到太空之中,形成了一條彗星狀的尾跡。這些觀測打響了在銀河系其他地方搜尋生命化學信號的第一槍。

  3、恆星的死亡之舞

  理論預言,質量介於太陽的8倍到25倍之間的恆星,會在一場超新星爆炸中結束自己的生命。當這顆恆星耗盡所有可用的燃料,它就會突然失去一直支撐著自身重量的壓力。它的核心坍縮成一顆中子星—— 一個毫無生氣的超緻密殘骸,外側的氣體包層則會以5%的光速拋射出去。

  可是,要檢驗這個理論,卻一直困難重重,因為從1680年以來,我們的銀河系中再也沒有超新星爆發。1987年2月23日,天文學家退而求其次,找到了一個好機會:一顆超新星出現在銀河系的一個伴星系——大麥哲倫星雲(Large Magellanic Cloud)中。當時哈勃還沒有發射升空,不過三年之後,它就對事件的進程展開了追蹤。很快,哈勃就在這顆已經爆炸的恆星周圍發現了一個三環系統。中間的亮環似乎代表了一團沙漏狀氣體的狹窄腰部,較大的兩個亮環則是兩片淚滴狀瓣片的邊緣,這些結構顯然是那顆恆星在爆炸之前的幾萬年內創造出來的。1994年,哈勃看見中央亮環上的一些光點開始依次增亮——暗示超新星拋射物正在撞入亮環。對這條亮環的觀測,仍在為我們研究這顆恆星的最後時光提供有用的線索。

  跟那些質量較大的恆星不同,人們認為類日恆星會以一種體面的方式了卻殘生:它們通過一種非爆炸的過程,將自己的外側氣體包層拋射出去,整個過程將持續一萬年左右。這顆恆星將熾熱的中央核心逐漸暴露出來,它發出的輻射會使周圍被拋射出去的氣體電離,發出鮮亮的綠色(由電離氧發射)和紅色(電離氫)光芒。這個過程所產生的最終結果,被稱為行星狀星雲(planetary nebula),不過它跟行星其實並沒有什麼關係。今天已知的行星狀星雲約有2,000個。哈勃以空前的精度,揭露出它們格外複雜的形狀。

  一些星雲展示出一組形如牛眼的同心圓環。這可能意味著拋射過程並不連續,而是週期性的。奇怪的是,由此推算出來的兩段拋射期之間的時間間隔約為500年,用動力學脈動(dynamic pulsation)來解釋太長,用熱力學脈動(thermal pulsation)來描述又太短。(在動力學脈動中,恆星處於引力和氣體壓力的太極推手之中,本身會收縮和膨脹,這種脈動的週期通常為幾百天;而在熱力學脈動中,恆星核心附近的氫氣層經歷了突發的熱核反應,從而改變恆星結構,打破了平衡狀態,這個過程通常將持續幾千年。)因此,我們還不清楚同心圓環的確切本質。

  4、宇宙分娩

  很久以前,天文學家就已經知道,噴湧而出的狹窄氣流標明瞭恆星誕生的地點。初生的恆星能夠發射出一對準直的噴流,長度可達好幾光年。[譯註:所謂準直,是指噴流的方向性極佳,如同激光一樣,射出很遠仍然只是一個很小的光斑,而不像手電筒射出的光線,三五米開外就已經發散得很大。]我們還沒能完全理解它的形成過程。最有希望的假說與大規模的磁場有關,它纏繞在這個年輕天體周圍的塵埃氣體盤中。經過電離的物質就像穿在繩子上的珠串一樣,被迫沿著磁力線流動,隨著繩子的旋轉而被拋擲出去。哈勃已經發現,這些噴流確實起源於物質盤的中心,為這種理論圖景提供了第一份直接證據。

  原先有另一種想法認為,這些環恆星盤(circumstellar disk)應該會深深埋藏在形成它們的氣體雲中,因而不可能看得到。這種觀點已經被哈勃推翻。實際上,哈勃揭露了幾十個原行星盤(protoplanetary disk,也被稱為proplyd)的行蹤,它們大都映襯在明亮的星雲背景上,形如一個個剪影。在哈勃觀測過的年輕恆星之中,至少有一半看似擁有類似的物質盤。事實證明,形成行星所需的原料,在銀河系中是普遍存在的。

  5、星系考古

  天文學家認為,較大的星系,例如銀河系和仙女座大星系(Andromeda),是通過吞併較小的星系成長起來的。這種複雜的成長曆程所留下的蛛絲馬跡,應該被記錄在恆星的排布、年齡、成分和速度之中。在破譯星系成長曆史這方面,哈勃功不可沒。它對仙女座星系的恆星“暈”所做的觀測就是一例。星系暈是包裹在主星系盤周圍的稀薄的球狀結構,由恆星和星團構成。天文學家發現,在仙女座大星系的暈中,恆星的年齡千差萬別:最古老的有110億年到135億年,最年輕的只有60億年到80億年。相比之下,年輕的恆星就像是老人院裡的小孩,它們一定是從其他地方遊蕩過來的:可能來源於一些更為年輕的星系(例如後來被吞併的衛星星系),也可能來自仙女座大星系本身一些比較年輕的區域(假如另一個星系撞過來,或者從星系盤中穿過,星系盤會被攪得天翻地覆,盤中較年輕的恆星就可能被拋入暈中)。我們銀河系的恆星暈並沒有包含大量相對年輕的恆星。因此,儘管仙女座大星系和銀河系外形相似,但哈勃的數據暗示,這兩個星系的成長史迥然不同。

  6、超大質量黑洞

  從20世紀60年代起,天文學家就推測出,類星體(quasar,一種看起來與恆星類似的天體,但是光譜觀測表明,它們距離我們非常遙遠,因此它們本身的亮度一定比整個星系還要明亮。現在的高分辨率觀測已經發現,它們正是一些星系的核心)和其他活動星系核(active galactic nuclei,明亮而狂暴的星系核心)是由正在吞噬物質的巨型黑洞所驅動的。哈勃的觀測已經進一步鞏固了這個理論框架。哈勃仔細觀察過的星系,幾乎每一個的中心最終都被發現擁有一個黑洞。這兩項相關的發現具有特別重要的意義。首先,類星體的高分辨率照片揭露了它們的藏身之處——明亮的橢圓星系或者相互作用的星系。這項發現暗示,必須經由一系列特定的事件,才能將物質灌輸到中央黑洞之中。其次,包裹著星系中心的核球(bulge)的質量,與巨型黑洞的質量緊密關聯。這種關係暗示,星系與中央黑洞的形成與演化息息相關。

  7、最劇烈的爆炸

  伽馬射線暴(Gamma-ray burst,簡稱GRB)是伽馬射線的短暫閃光,持續時間從幾毫秒到幾十分鐘不等。根據持續時間的長短(以兩秒左右為界),它們被區分成截然不同的兩類:與短伽馬暴相比,長伽馬暴產生的光子能量更低。根據康普頓伽馬射線天文臺(Compton Gamma Ray Observatory)、“BeppoSAX”X射線衛星和地面天文臺所做的觀測,天文學家已經將長伽馬暴的產生原因,歸結為短命的大質量恆星的核心坍縮——換句話說,長伽馬暴是超新星爆發的一種。問題是,為什麼只有一小部分超新星爆發能夠產生伽馬暴。

  哈勃已經發現,儘管超新星的爆發地點遍佈於星系的恆星形成區域,但長伽馬暴卻集中在最明亮的地方,也就是質量最大的恆星聚居的地方。此外,與超新星的寄主星系相比,長伽馬暴的寄主星系明顯更暗,更不規則,其中包含的重元素也少得多。這一點是非常重要的,因為與那些重元素富集的恆星相比,缺乏重元素的大質量恆星所吹出的星風(stellar wind)會更加微弱。這樣,在恆星的一生中,沒有被星風吹走而被保留下來的質量就會更多;當它們死亡的時候,才會更重。這些恆星的核心坍縮,傾向於直接形成一個黑洞,而不是一顆中子星。實際上,天文學家將長伽馬暴歸因於快速旋轉的黑洞所產生的準直噴流。核心坍縮事件能否產生伽馬暴的決定性因素,似乎是恆星生前的質量和自轉速率。

  事實證明,對短伽馬暴的鑑別更加困難。直到去年,HETE 2(高能暫現源實驗衛星2號)和雨燕號(Swift)衛星才最終鎖定了寥寥幾個短伽馬暴事件。哈勃和同樣在太空中運行的錢德拉X射線天文臺(Chandra X-ray Observatory)發現,這些爆發釋放的總能量比長伽馬暴少,而它們所處的星系類型也更加多樣,甚至還包括了早已不再誕生恆星的橢圓星系。顯然,這些短伽馬暴跟短命的大質量恆星沒有直接的聯繫,它們與恆星的殘骸有關。最合理的假說認為,這些短伽馬暴是在兩顆中子星併合的過程中產生的。、

  8、遙遠的太空邊疆

  天文學的最終目標之一,就是要儘可能地追溯我們星系及其前輩的演化,一直回溯到靠近宇宙大爆炸起點的時刻。為了讓我們能夠對銀河系過去的模樣有個概念,天文學家竭力拍攝了許多星系的照片。這些星系的年齡各不相同,囊括了從幼年到成年的各個階段。到目前為止,在其他天文臺的共同協作之下,哈勃已經對天空中的幾塊小片區域——哈勃深場(Hubble Deep Fields)、哈勃超深場(Hubble Ultra Deep Field)和大天文臺宇宙起源深空巡天(Great Observatories origins Deep Survey)進行了長時間的曝光,將最遙遠(因而也最古老)的星系帶到我們眼前。

  這些超靈敏的圖片揭露出一些處於宇宙早期的星系。當時宇宙的年齡僅有幾億年,大約是現在宇宙年齡的5%。與現在的星系相比,那些星系的尺寸較小,形狀更不規則。由此可見,今天的星系是由較小的星系聚集而成(而不是恰好相反,由較大的星系分裂而來)。回溯到更為久遠的過去,這是哈勃的繼任者——目前正在建造的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)的主要目標。

  這些長時間的曝光觀測,還對宇宙中恆星形成的速率進行了追蹤。隨著宇宙年齡的增長,恆星的形成也經歷了潮起潮落。大約在70億年以前,宇宙中的恆星形成率似乎達到了頂峰,現在的形成率只及當年的1/10。甚至在宇宙還相當年輕——只有10億歲的時候,恆星的形成率就已經不低了——大約是峰值形成率的1/3。

  9、宇宙的年齡

  埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)以及其他人在20世紀20年代所做的觀測表明,我們生活在一個正在膨脹的宇宙之中。星系正以一種對稱的方式彼此飛散開來,暗示著空間本身的結構正在伸展。哈勃常數(Ho)是當前宇宙膨脹速率的一個指標,也是確定宇宙年齡的關鍵參數。原因很簡單:Ho是星系之間彼此遠離的速率;因此,如果不考慮任何的加速和減速,Ho的倒數就確定了一個時間,也就是當初所有的物質都必然聚集在一起的時刻。Ho的數值還在星系的成長、輕元素的產生和宇宙演化階段的時間定標方面,起到了一定的作用。因此,準確地測定哈勃常數,從一開始就成了與它同名的太空望遠鏡的主要目標之一,這也不足為奇。

  在實際操作中,確定這個數值就意味著要測定鄰近星系的距離——這項以困難而著稱的任務曾在20世紀引發了一場異常激烈的論戰。哈勃太空望遠鏡對31個星系之中的造父變星(Cepheid variable)進行了權威的研究,這類恆星與眾不同的脈動透露了它們的本徵亮度,暴露出它們的距離。[譯註:造父變星是一類奇特的變星,它們的變光週期與本身的亮度之間,存在著一一對應的關係。因此測得亮度變化週期(非常容易測量),就能推算它們的亮度。再結合恆星表現出來的亮度,根據近亮遠暗的規律,就能確定這顆恆星的距離。因此,造父變星又被稱為“量天尺”。]通過這種方法得出的Ho數值,精度達到10%左右。再加上對宇宙微波背景輻射(cosmic microwave background)的測量,哈勃常數的數值表明,宇宙的年齡為137億年。

  10、正在加速膨脹的宇宙

  1998年,兩個相互獨立的天文學家小組投下了一枚“重磅炸彈”:宇宙的膨脹正在加速。天文學家過去總是假設,宇宙的膨脹必定是減速的,因為星系會通過引力彼此吸引,這應該會阻礙它們的分離。驅使宇宙加速膨脹的原因,被許多人視為當代物理學中最大的謎團。一種還有待論證的假設認為,宇宙中包含著一些迄今無法看到的成分——人們稱之為暗能量(dark energy)。我們將哈勃、地基望遠鏡和微波背景輻射的觀測數據結合在一起,結果暗示,這種暗能量佔據了宇宙總能量密度的大約3/4。

  這種加速從大約50億年前開始,在此之前,宇宙的膨脹越來越慢。2004年,哈勃發現了16顆遙遠的超新星,它們爆發的時間橫跨過這個重要的轉折點。暗能量是什麼樣的?這些觀測為有關這個問題的理論,設下了更有意義的限制條件。最簡單(不過,從某些方面來說,也是最神秘)的可能性是:暗能量是空間本身所蘊含的一種能量形式,儘管從其他角度來看,空間中可能空無一物。在搜尋遙遠的超新星,圈定暗能量性質這方面,哈勃太空望遠鏡至關重要,暫時還沒有其他天文望遠鏡能夠與之媲美。哈勃在暗能量探索中所起的作用,大概就是天文學家如此渴望NASA維持哈勃運轉的最大的、也是惟一的原因。

哈勃望遠鏡

一、概述

以著名天文學家哈勃命名的“哈勃”號太空望遠鏡,是迄今發射上天直徑最大的望遠鏡,它總長12.8米,鏡筒直徑4.28米,主鏡直徑2.4米連外殼孔徑為3米,全重11.5噸,是一座完整的“太空天文臺”。哈勃太空望遠鏡可以獨立完成許多天文研究工作。

二、功能指標

第一,它能夠單個地觀測星群中的任一顆星;第二,它能研究和確定宇宙的大小和起源,以及宇宙的年齡、距離標度;第三,它能分析河外星系,確定行星部、星系間的距離;第四,它能對行星、黑洞、類星體和太陽系進行研究,並畫出宇宙圖和太陽系內各行星的氣象圖。它將使人類觀測宇宙的視野擴大350倍,使人類看到宇宙中140億光年前發出的光。

三、結構特點

哈勃望遠鏡包括全部自動化儀器設備,主鏡、副鏡、成像系統、計算機處理系統,中心消光圈、主副鏡消光圈、控制操縱系統和圖像發送系統,以及兩個長11.8米、寬2.3米,能提供2.4千瓦功率的太陽電池板,兩部與地面通信的拋物面天線等。

四、主要裝備

它所攜帶的最先進設備有6種:

寬視場行星照相機。它靈敏度高,觀測波段極寬,從紫外一直到紅外。不僅可觀測太陽系行星,還可對銀河系和河外星系進行觀測,且照片清晰度非常高。

闇弱天體照相機。它是兩個既獨立又相似的完整天體和探測系統,可探測到暗至23——29等的星體。

闇弱天體攝譜儀。它可對從紫外到近紅外波段的輻射進行光譜分析,又可測算它們的偏震。

高分辨率攝譜儀。它能對紫外波段進行分光觀測,能觀察更闇弱、更遙遠的天體。

高速光度計。它可在可見光波段和紫外波段範圍內對天體作精確測量,可確定恆星目標的光度標準,又進一步識別過去人們觀測到的天體情況。

精密制導遙感器。共有3臺,分別用於望遠鏡定向系統和天體位置精密測量定位。

五、使用狀況和取得的成果

自發射到目前,已經過去了11年。期間,還於1993、1997、1999、2002年四次對它進行了修理和儀器更換。“哈勃”望遠鏡在投入天文觀測後,得天獨厚,獲得了一些重大發現,令科學家們激動不已。它的最初目的是通過對中子星、脈衝星、類星體和黑洞的觀測,深入研究宇宙的起源、結構、組成和演化等難題。1991年,“哈勃”望遠鏡成功地觀測到距離地球17萬光年的大麥哲倫星雲旗魚座的第三個輪形星雲;成功地拍攝了超新星1987A的清晰照片;它重新量度了大麥哲倫星雲的距離為169000±5%光年,而在此以前,誤差高達±30%以上。1992年初,美國天文學家託德·勞爾在亞特蘭大的一次會議上根據“哈勃”太空望遠鏡發回的資料,公佈了一項十分驚人的大發現:首次在銀河系臨近M87的星系中央,確認存在一個巨大的黑洞。這是迄今為止證明黑洞存在的最直接證據。1992年4月,“哈勃”望遠鏡發現了一顆最亮的恆星,其溫度比太陽高33倍。1992年5月,它發現宇宙中最古老的星系有新星形成。

“哈勃”望遠鏡取得了豐碩的科學成果。全世界20多個國家有2000多名科學家利用它進行了10餘萬多次科學觀測,並在分析的基礎上撰寫了數千篇論文。它取得的主要成就有:一、增進了人類對宇宙年齡和大小的瞭解;二、證明某些星系中央存在超高質量的黑洞;三、觀察了數千個星系和星系團,探測到了宇宙誕生早期的“原始星系”,使科學家有可能跟蹤研究宇宙發展的歷史;四、對神秘的類星體和其存在的環境進行了深入觀測;五、更深入揭示了恆星的不同形成過程;六、對宇宙誕生早期恆星形成過程中重元素的組成進行了研究;七、揭示了已死亡的恆星周圍氣體殼的複雜組成;八、對獵戶座星雲中年輕恆星周圍的塵埃環進行了觀測,揭示出銀河系中存在其他行星系統;九、對蘇梅克彗星與木星相撞進行了詳細觀測;十、對火星等行星的氣候情況進行了觀測;十一、發現木星的兩顆衛星大氣層中存在氧。

歷史上,很少有望遠鏡能夠像哈博望遠鏡這樣,對天文學研究產生如此深遠的影響。不過,哈勃所起的作用並非大多數人想象的那樣,基本上,它沒有作出過任何一項發現——因為,所有成就都不是由它獨立完成的。地基天文臺的觀測常常會發現一些蛛絲馬跡,但受到自身觀測能力的限制,得出的結果往往不能讓人放心。通過觀測,哈勃就會對結果作出比較確定的判斷。通過與其他天文臺的合作,哈勃已經為宇宙描繪了一幅多彩的畫卷。它迫使理論學家重新審視那些粗枝大葉的理論,建立新的理論,把那些天文現象解釋得更加精確。簡而言之,哈勃的影響之所以如此深遠,並不是因為它超然於其他設備和技術之上,而是因為哈勃與它們密切結合,成了一個整體。

  2006年4月,這架望遠鏡度過了它在太空中的第16個週年紀念日。哈勃不僅為天文學家提供了前所未有的細節,還讓全世界的人在家中也能一睹宇宙的奇景。不過,最近針對它未來命運的爭論,卻讓這些成就蒙上了一層陰影。在美國國家航空航天局(NASA)奮力恢復航天飛機飛行的同時,哈勃的處境也在持續惡化;除非宇航員飛抵那裡,對它進行整修,不然這架望遠鏡可能會在2008年中期便早早結束它的工作生涯。這個緊要關口日益臨近,促使我回頭審視哈勃的,也是天文學過去的十五年。對許多研究人員而言,這十五年也是他們研究領域的黃金時代


劉戰15943621777


哈勃望遠鏡於1990年4月24日發射升空,已經28歲了,但不同於人類,哈勃望遠鏡已經是一名老將了(設計使用年限是15年,但一直超期服役到現在),此前有報道稱服役至2021年。

哈勃望遠鏡屬於光學望遠鏡,但相比於地面的光學望遠鏡,它少了濃厚大氣的干擾,因此它可以幫助科學家獲得最深入細緻的太空影像。

↓下面是哈勃望遠鏡所拍攝的景象↓

↑創生之柱↑↑愛因斯坦環↑

↑麒麟座V838 Mon,內部恆星爆炸,點亮了星雲↑

精確了哈勃常數

哈勃望遠鏡對31個星系中的造父變星進行觀測,將此前由地面測量的哈勃常數不確定性下降至10%,而哈勃常數的精確,使得科學家對宇宙的膨脹以及年齡有了更準確的認識。

類星體

2011年,藉助於引力透鏡,哈勃望遠鏡發現了185億光年外黑洞周邊的盤狀結構,周邊的物質在墜落黑洞時,伴隨著巨大能量的釋放,形成宇宙射電信號源,被稱為“類星體”。

同時哈勃望遠鏡對於古老星系、恆星的形成與死亡、暗物質、系外行星等研究均有巨大作用

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡

哈勃望遠鏡正式退役後,接班的將是詹姆斯·韋伯空間望遠鏡(下圖),性能將會更加優秀,探索更加深遠的宇宙空間。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


哈勃空間望遠鏡於1990年4月25日被美國航天飛機發射到太空軌道,至今已有整整28歲的年齡。這架造價將近30億美元的空間望遠鏡長為13.3米、直徑為4.3米、重量為11.6噸。 它以2.8萬千米的時速沿著太空軌道不斷運行的,通過這架空間望遠鏡觀測到的宇宙天體的清晰度是地面天文望遠鏡的10倍以上。 再加上這架望遠鏡沒有受到大氣湍流的干擾,其獲得的圖像與光譜有著非常高的穩定性與可重複性。

在太陽系觀測方面,“哈勃”對金星、火星等太陽系行星上的氣候情況進行了觀測研究: 發現木星衛星木衛二和木衛三的大氣層中存在氧氣;發現了木星新的雲帶及其生成、消失現象;得到了土星北極區的第一批高分辨率圖像,並捕捉到土星雲帶和光環的細微結構,最有價值的是它捕捉到幾十年一遇的土星大白斑奇觀。哈勃望遠鏡在太空拍攝到第四號小行星——灶神星的一組照片,從照片上可以看到其表面的花紋和自轉情況。194年7月發生了“蘇梅克一利維9號”彗星撞擊木星的事件,擁有得天獨厚條件的哈勃望遠鏡,拍下了這一撞擊事件的高質量圖像。

在太陽系外,哈勃望遠鏡觀測了獵戶座大星雲,那是一個孕育恆星的“襁褓”,“哈勃”提 供的彩色圖像首次展示出它的弧狀、絲狀和板狀結構,甚至還有發亮的結節,其很可能就是脫胎不久的恆星所留下的證據。“哈勃”還展示了死亡恆星周圍氣體殼的複雜組成,例如精確地測定了超新星“1987A”距離地球為16.9萬光年,拍攝到這顆超新星於1987年爆發後殘存物周圍存在直徑約1.4光年的橢圓發光環。

在可見光譜範圍內,哈勃空間望遠鏡對宇宙進行了最深入的研究,觀察了無數個星系, 探測到宇宙早期的“原始星系”,使天文學家有可能跟蹤研究宇宙發展的歷史。“哈勃”還對宇 宙誕生早期恆星形成過程中重元素的組成進行 了研究,這些元素是行星和生命存在的必要條 件。通過“哈勃”看到了一個星系與另一個星系相撞的情形,也看到了黑洞在吞食星球與氣 體的情形,有的天文學家由此認為,有些星系之所以沒有類星體存在,是因為該星系的中央存在“吃不飽”的黑洞。我們的銀河系就是一個尚未發現有類星體的星系,人們現在有理由 這樣認為:如果銀河系中的離地球不遠的地方有顆類星體,那麼,太陽早就是暗淡無光的了。

哈勃空間望遠鏡的觀測還證明,某些星系中央存在著超高質量的黑洞,以及多數星系的中心 都存在黑洞。此外,哈勃的觀測增進了人類對宇宙大小和年齡的瞭解。正是因為哈勃空間望遠鏡的成功建造與成功發射,使得人們對宇宙空間有了更加深入的認識與瞭解,它已經成為世界天文史上最為重要的儀器,填補了地面觀測的不足之處,並且幫助天文學研究者解決了諸多原本無法解決的問題。


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