哈勃望遠鏡的十大發現,哈勃望遠鏡能看多遠及原理是什么

時間:2015-07-29 13:27:50來源:未知

只要是天文愛好者對哈勃望遠鏡一定不會陌生,它是以天文學家愛德溫·哈勃為名,在地球軌道上并且圍繞地球的太空空間望遠鏡,如今哈勃望遠鏡已經為人類探索宇宙工作了25年,已經進行了超過一百萬次觀測,它給我們帶來一次又一次的驚喜,帶領我們探索了宇宙邊緣,作為天文史上做重要的天文望遠鏡之一,哈勃望遠鏡帶給了人類哪些驚人的宇宙發現?

哈勃望遠鏡于1990年4月24日在美國肯尼迪航天中心由“發現者”號航天飛機成功發射。
哈勃空間望遠鏡的位置在地球的大氣層之上,因此影像不會受到大氣湍流的擾動,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線,是天文史上最重要的儀器之一。
它成功彌補了地面觀測的不足,幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題,使得人類對天文物理有更多的認識。此外,哈勃的超深空視場則是天文學家目前能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學影像。
哈勃空間望遠鏡和康普頓γ射線天文臺、錢德拉X光天文臺、斯皮策空間望遠鏡都是美國國家航空航天局大型軌道天文臺計劃的一部分 。哈勃空間望遠鏡由NASA和ESA合作共同管理。
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哈勃空間望遠鏡通過大氣層中的大氣湍流與散射,以及會吸收紫外線的臭氧層,這 些因素都限定了地面上望遠鏡做進一步的觀測。太空望遠鏡的出現使天文學家成功地擺脫地面條件的限制,并獲得更加清晰與更廣泛波段的觀測圖像。空間望遠鏡的概念最早出現上個世紀40年代,但一直到上個世紀90年代,哈勃空間望遠鏡才正式發射升空,并觀測迄今。

據《每日郵報》17日報道,新修復的哈勃望遠鏡拍攝的高清晰照片令科學家們發現了目前為止最遙遠的星系。 這張目前為止最為清晰的照片是今年5月哈勃望遠鏡新安裝的廣角相機三號拍攝的,該相機可以捕捉到比可見光波長更長的紅外線。牛津大學的一個小組在將新照片與2004年的照片對比之后發現了一系列之前無法拍到的星系。 新發現的星系距離我們有130億光年之遙,圖片上的光來自宇宙7億歲時的“童年時代”。那時宇宙才只走過如今壽命的5%,此后要再過80億年才會形成我們現在的太陽和地球。
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美國大學天文研究協會(AURA)日前發布的報告稱,HDST計劃安裝10到12米口徑的主鏡,這是哈勃主鏡的近五倍,也是將于2018年發射升空的詹姆斯·韋伯望遠鏡(JWST)主鏡的近兩倍。它將直接探測多顆系外行星的大氣層以尋找生命跡象,從而回答人類在宇宙中是否孤獨這個問題。另外,它或許也能刷新我們對于宇宙如何演變的理解。25年來,哈勃望遠鏡立下赫赫戰功,但宇航員們已不再對其進行維護,它或許還能工作5到6年。JWST擁有高靈敏度紅外觀測能力,美國國家航空航天局(NASA)隨后計劃制造的“寬視場紅外巡天望遠鏡(WFIRST)”同樣利用紅外波段對系外行星成像。這兩者的觀測范圍都不包括紫外波段和多數可見光波段,其任務中也不包括尋找類地系外行星。因此,AURA的報告提議建造一座更大的高清空間望遠鏡,其能像哈勃那樣全面承擔對可見光、紫外和近紅外波段的觀測任務。

據英國《自然》雜志網站報道,美國天文學家馬克·珀斯特曼解釋稱,HDST主鏡的口徑至少需要10米,這樣它才能對數十個系外行星的大氣層進行探測;主鏡的口徑也不能超過12米,因為再大,望遠鏡則會太重,很難將其發射進太空。HDST將與JWST一樣折疊發射,到達第二拉格朗日點——距離地球150萬公里后,像花朵一樣展開。但與JWST不同的是,HDST將在室溫下工作,這將有可能降低其制造成本和復雜程度。AURA委員會坦言,只要NASA和美國天文學委員會現在能開始進行此項計劃,2030年左右HDST就可以發射升空。
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歷史上,很少有望遠鏡能夠像哈勃太空望遠鏡這樣,對天文學研究產生如此深遠的影響。不過,哈勃所起的作用并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,并不是因為它超然于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個周年紀念日。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;除非宇航員飛抵那里,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。
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  下面,我將從哈勃的貢獻中,挑選出10項最為迷人的成就(不可否認其中會存在一定的偏向性),并且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,逐一進行介紹。要在一篇文章中公平對待哈勃的所有貢獻,絕非易事。在本文寫作之時,哈勃的資料庫中已經包含了超過27萬億字節的數據,而且仍在以每月3,900億字節的速度增加。這些數據已經成為6,300篇科學論文的基礎。此外,這架望遠鏡還在繼續出產令人驚訝的科學成果。在去年與其他天文臺的合作觀測中,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,哈勃讓我們第一次有機會目睹宇宙中的許多奇景。就在不久之前,人類還只能在自己的想象中描繪這些景象。

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