什么是哈勃太空望远镜?
哈勃太空望远镜是一台在太空中绕地球运行的大型望远镜,它远在云层和大气层之上,避免了地面望远镜视野模糊的问题。它于1990年4月24日由发现号航天飞机送入太空。哈勃以美国天文学家埃德温·哈勃的名字命名,他发现了宇宙正在膨胀。这台望远镜在地球表面上方约340英里的轨道上运行,每95分钟绕地球一圈。哈勃拍摄了一些有史以来最清晰详细的太空照片,改变了我们对宇宙的认识。
哈勃通过一面直径约7.9英尺的大镜子来收集来自遥远恒星、星系和星云的光线。光线从这面主镜反射到一面较小的副镜上,然后被引导到记录图像的科学仪器中。由于哈勃位于地球大气层之上,它能比地面上的大多数望远镜看得更加清晰。这台望远镜不仅能探测可见光,还能探测紫外线和红外线,这些都是人眼看不到的。哈勃通过无线电信号将图像和数据传回地球,科学家们再下载并研究这些数据。
1990年哈勃刚开始传回图像时,科学家们震惊地发现照片是模糊的。工程师们发现主镜的形状被打磨得有一点点偏差,仅仅偏了2.2微米,大约是一根头发丝粗细的五十分之一。1993年12月,宇航员乘坐奋进号航天飞机飞到哈勃旁边,安装了一套叫做COSTAR的矫正光学设备,就像给望远镜戴上了一副眼镜。这次维修任务取得了巨大成功,哈勃开始拍出它闻名于世的清晰图像。这次修复被认为是太空工程史上最伟大的成就之一。
哈勃做出了许多开创性的发现,改变了科学家对宇宙的认知。它通过测量遥远星系的距离,帮助天文学家确定宇宙大约有138亿年的历史。哈勃还揭示了宇宙的膨胀正在加速,这一令人惊讶的发现促使科学家发现了一种叫做暗能量的神秘力量。望远镜拍摄到了宇宙非常年轻时就已存在的星系,为科学家提供了一扇窥探遥远过去的窗口。哈勃还发现了大多数星系中心存在超大质量黑洞的证据。

一些有史以来最著名的太空照片来自哈勃。1995年拍摄的"创生之柱"图像展示了鹰状星云中高耸的气体和尘埃柱,那里正在诞生新的恒星。哈勃深场图像在一小片看起来几乎空无一物的天空中发现了数千个星系。哈勃拍摄到了色彩缤纷的星云、碰撞中的星系,以及我们太阳系内行星的表面。这些图像激励了全世界数百万人,让太空科学变得更加令人兴奋,也更容易被所有人了解。

哈勃的一个特别之处在于宇航员可以到太空中对它进行维修和升级。1993年到2009年间共执行了五次维修任务,每次都提升了望远镜的性能。在这些任务中,宇航员进行了复杂的太空行走,更换相机、安装新仪器并修理损坏的设备。2009年5月的最后一次维修任务增加了两台新仪器,更换了关键部件,使哈勃的使用寿命延长了许多年。没有任何其他太空望远镜曾在轨道上被宇航员维修和升级过。
在太空中运行了三十多年后,哈勃仍然是有史以来最高产的科学仪器之一。它已经进行了超过150万次观测,为超过19,000篇科学论文做出了贡献。哈勃的发现帮助多位科学家获得了诺贝尔奖,包括2011年因发现宇宙加速膨胀而颁发的诺贝尔物理学奖。这台望远镜目前与2021年发射的更新型詹姆斯·韦伯太空望远镜一同运行。这两台望远镜共同为科学家提供了强大的工具,用不同种类的光来研究宇宙。
哈勃向我们展示了宇宙远比任何人想象的更大、更古老、更复杂。它的照片把太空的美丽带进了世界各地的教室、博物馆和家庭。通过证明太空中的望远镜可以非常出色地工作,哈勃为未来的太空观测站铺平了道路。这台望远镜激发了无数年轻人对科学、天文学和太空探索的兴趣。即使在超过35年之后,哈勃仍在不断做出新发现,提醒我们关于宇宙还有多少东西值得探索。