哈勃空間望遠(yuǎn)鏡

一提到望遠(yuǎn)鏡，特別是大的望遠(yuǎn)鏡，我們的腦海中，浮現(xiàn)的便是如同大桶狀的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。從它升空至今，可謂戰(zhàn)功顯赫。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，是以天文學(xué)家愛(ài)德溫·哈勃命名，在軌道上環(huán)繞著地球的望遠(yuǎn)鏡，它的位置在地球的大氣層之上，因此影像不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視相度絕佳又沒(méi)有大氣散射造成的背景光，還能觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于1990年發(fā)射之后，已經(jīng)成為天文史上最重要的儀器。它成功彌補(bǔ)了地面觀測(cè)的不足，幫助天文學(xué)家解決了許多天文學(xué)上的基本問(wèn)題，使得人類(lèi)對(duì)天文物理有更多的認(rèn)識(shí)。此外，哈勃的超深空視場(chǎng)則是天文學(xué)家目前（2011年）能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學(xué)影像。

因?yàn)樘胀h(yuǎn)鏡所攝取的光和其他輻射都是幾百萬(wàn)年甚至幾十億年以前，從遙遠(yuǎn)的星系發(fā)出的，因此，太空望遠(yuǎn)鏡所觀察到的宇宙，等于把人類(lèi)帶到若干世紀(jì)以前的時(shí)代。它所獲得的一切信息都是幾百萬(wàn)年甚至幾十億年以前星系活動(dòng)的真實(shí)記錄。

宇宙年齡

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)造父變星的觀測(cè)為哈勃常數(shù)的精確測(cè)量提供了保證。哈勃的精細(xì)導(dǎo)星傳感器對(duì)造父變星進(jìn)行了直接的視差測(cè)量，大大削減了用造父變星周光關(guān)系推算距離的不確定性。在哈勃空間望遠(yuǎn)鏡之前，觀測(cè)得到的哈勃常數(shù)有1-2倍的差異，但是在有了新的造父變星觀測(cè)之后宇宙距離尺度的不確定性猛然下降到了大約只有10%，從而對(duì)宇宙的擴(kuò)張速率和年齡有更正確的認(rèn)知。

恒星形成

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡還有助于研究諸如獵戶星云之類(lèi)的恒星形成區(qū)。通過(guò)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)獵戶星云的早期觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，其中聚集了許多被濃密氣體和塵埃盤(pán)包裹的年輕恒星。盡管已經(jīng)從理論上和以往觀測(cè)中推測(cè)出來(lái)了這些盤(pán)的存在，但是直到哈勃所拍攝的高分辨率照片才第一次直接揭示出了這些盤(pán)的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。

恒星死亡

哈勃的觀測(cè)還在超新星爆發(fā)和γ射線暴之間建立起了聯(lián)系。通過(guò)哈勃對(duì)γ射線暴余輝的觀測(cè)，研究人員把這些暴發(fā)鎖定在了河外星系中的大質(zhì)量恒星形成區(qū)。由此哈勃望遠(yuǎn)鏡也令人信服地證明了這些劇烈的爆發(fā)和大質(zhì)量恒星死亡的直接聯(lián)系。

黑洞

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡最早的核心計(jì)劃之一就是要建立起由黑洞驅(qū)動(dòng)的類(lèi)星體和星系之間的關(guān)系。之后，通過(guò)它們對(duì)周?chē)阈堑囊ψ饔茫槍?duì)“哈勃”所獲得的近距星系光譜的動(dòng)力學(xué)模型證實(shí)了黑洞的存在。這些研究也導(dǎo)致了對(duì)十幾個(gè)星系中央黑洞質(zhì)量的可靠測(cè)量，揭示出了黑洞質(zhì)量和星系核球質(zhì)量之間極為緊密的聯(lián)系。

宇宙學(xué)

由于宇宙學(xué)的研究對(duì)象主要來(lái)自天文觀測(cè)，而這也是唯一能在宇宙演化和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上測(cè)量宇宙距離和年齡的辦法。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡能夠通過(guò)對(duì)造父變星距離的測(cè)量來(lái)測(cè)定哈勃常數(shù)，而這與宇宙在今天的膨脹速度有關(guān)。此外，通過(guò)對(duì)超新星的測(cè)定，可以幫助研究人員來(lái)限制超新星的亮度，從而進(jìn)一步限制宇宙早期膨脹的屬性，從而為暗能量模型提供一個(gè)強(qiáng)有力的限制。

“哈勃空間望遠(yuǎn)鏡”自從發(fā)射以后，給地球發(fā)來(lái)了許多珍貴資料，如1990年8月23日，在離銀河系最近的大麥哲倫星系捕捉到超新星殘骸周?chē)臍猸h(huán)；1990年11月9日拍攝到土星赤道附近一條長(zhǎng)長(zhǎng)的云，科學(xué)家把它稱(chēng)為“大白斑”；還拍攝到銀河系中距地球3.5萬(wàn)光年的28星等的暗弱星球和距地球80億光年的類(lèi)星體，這個(gè)類(lèi)星體是目前發(fā)現(xiàn)的距離我們最遠(yuǎn)的類(lèi)星體。最近，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡又拍攝到離地球3.1億光年有一個(gè)新星系正在形成。照片顯示在NGC7252號(hào)星系的中央有一些新星組成的密星團(tuán)，據(jù)認(rèn)為是由兩個(gè)盤(pán)星系在大約10億年前開(kāi)始合并而形成的。