太空望遠(yuǎn)鏡：人類(lèi)望向深空之眼

人類(lèi)早在遠(yuǎn)古時(shí)期就一直向往著能看到人的肉眼所看不到的地方，所以才會(huì)有神話(huà)小說(shuō)《封神演義》中的“千里眼”。而望遠(yuǎn)鏡就是一種可以用來(lái)觀測(cè)遙遠(yuǎn)物體的“千里眼”。這雙神奇的“眼睛”從何而來(lái)？ 它如何讓人類(lèi)重新認(rèn)識(shí)宇宙？ 下面，我們就來(lái)了解一下吧！

望遠(yuǎn)鏡從地面到太空

1609年，意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略發(fā)明了人類(lèi)歷史上第一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡，這就是“伽利略望遠(yuǎn)鏡”。用這架望遠(yuǎn)鏡，可以看到月球的高地和環(huán)形山陰影、太陽(yáng)黑子和木星的衛(wèi)星、土星光環(huán)等。它的構(gòu)造很簡(jiǎn)單，主要由兩個(gè)透鏡組成，一是物鏡，二是目鏡。靠近物體的透鏡叫物鏡，靠近人眼的透鏡叫目鏡。通過(guò)這兩個(gè)透鏡，人們就可以清楚地看到遠(yuǎn)處的物體了。

整個(gè)宇宙是一個(gè)充斥著各種電磁波、引力波和高能粒子的喧鬧世界，地球的濃厚大氣、電離層、臭氧層和地磁場(chǎng)等，聯(lián)合阻擋宇宙中絕大部分高能粒子和電磁波抵達(dá)地表，使望遠(yuǎn)鏡“失明”。于是，天文學(xué)家們提出，將天文望遠(yuǎn)鏡“搬出大氣層、送入太空”，太空望遠(yuǎn)鏡應(yīng)運(yùn)而生。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡讓人類(lèi)看到更廣闊的宇宙

太空望遠(yuǎn)鏡就像人類(lèi)生長(zhǎng)在浩瀚宇宙中的“眼睛”，讓人們能極其清晰地看到人類(lèi)肉眼與一般望遠(yuǎn)鏡所無(wú)法看到的遙遠(yuǎn)星體和星云。那你知道第一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡嗎？

哈勃望遠(yuǎn)鏡是人類(lèi)第一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡，總長(zhǎng)度超過(guò)13米，質(zhì)量超過(guò)11噸，它在距地球約540千米的軌道之上運(yùn)行。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡安裝了多種探測(cè)器，可以探測(cè)到紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)等射線(xiàn)，還安裝了能拍攝更暗天體的照相機(jī)。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，是人類(lèi)天文觀測(cè)史上的一道分水嶺。自從哈勃太空望遠(yuǎn)鏡升空，我們就見(jiàn)識(shí)到了數(shù)千年來(lái)都不曾看到過(guò)的宇宙。然而，哈勃雖然偉大，但也有自己的局限性，在服役三十多年后，2021 年12月25日，我們迎來(lái)了它的繼任者——詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡。

韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，是目前性能最強(qiáng)、造價(jià)最高的太空望遠(yuǎn)鏡，采集光線(xiàn)面積是“前任”哈勃望遠(yuǎn)鏡的5倍以上。它于2021年12月25日發(fā)射升空 ，2022年7月中旬正式開(kāi)始工作，拍攝第一批用于科學(xué)研究的照片。 截止目前，韋伯空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)拍攝到了很多星系、星云和太陽(yáng)系外巨行星。其中，韋伯空間望遠(yuǎn)鏡曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了宇宙中已知最早的星系，該星系已經(jīng)存在135億年，還拍攝到一顆系外行星的直接圖像，該顆被命名為HIP 65426b的系外行星，是一顆不宜居住的氣態(tài)巨行星，其質(zhì)量是木星的6～12倍，年齡在1500萬(wàn)年～2000萬(wàn)年之間，比地球年輕得多。

“中國(guó)天眼”

在中國(guó)，說(shuō)到天文望遠(yuǎn)鏡，很多人第一時(shí)間想到的可能是“中國(guó)天眼”，它是目前世界上最大的單一口徑射電望遠(yuǎn)鏡，是中國(guó)建造的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。利用了中國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)和我國(guó)貴州南部喀斯特洼地的獨(dú)特地形條件，約30個(gè)足球場(chǎng)大小。

2024年9月25日，“中國(guó)天眼”落成啟用8周年。8年間，“中國(guó)天眼”不斷拓展著人類(lèi)觀天極限。截至目前，這只“觀天巨眼”已發(fā)現(xiàn)新脈沖星超900顆，是同時(shí)期國(guó)際上其他望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的3 倍以上，其中至少包括170余顆毫秒脈沖星、120余顆雙星脈沖星、80顆暗弱的偶發(fā)脈沖星。而在“中國(guó)天眼”首次發(fā)現(xiàn)新脈沖星之前的半個(gè)世紀(jì)里，全世界發(fā)現(xiàn)的脈沖星不到3000顆。

“其中， 脈沖星是宇宙中最精準(zhǔn)的‘燈塔’，給人類(lèi)提供了宇宙中精準(zhǔn)的時(shí)空坐標(biāo)、位置，甚至包括對(duì)我們地球的時(shí)間系統(tǒng)都可能帶來(lái)革命性的影響。”國(guó)家天文臺(tái)銀道面脈沖星巡天項(xiàng)目負(fù)責(zé)人韓金林表示。

近年來(lái)，“中國(guó)天眼”已經(jīng)持續(xù)產(chǎn)出重量級(jí)發(fā)現(xiàn)：首次在射電波段觀測(cè)到黑洞“脈搏”、發(fā)現(xiàn)迄今軌道周期最短脈沖星雙星系統(tǒng)、探測(cè)并構(gòu)建世界最大中性氫星系樣本，等等。