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哈勃太空望远镜如何改变我们对宇宙的看法?

哈勃太空望远镜如何改变我们对宇宙的看法?

正如哈勃一再表现出来的那样,宇宙中的银河系碰撞比比皆是。

哈勃太空望远镜在太空20多年的大部分时间里,以其美丽的图像,成为世界各地令人惊叹的人。但是宇宙飞船 - 一项涉及美国宇航局和欧洲航天局的合作 - 产生的不仅仅是漂亮的照片。研究人员说,它的科学仪器彻底改变了我们对宇宙及其历史的理解。

“我们希望[哈勃]改变我们对宇宙的看法,”科琳·哈特曼上周在“哈勃的宇宙之旅”放映时说,这部纪录片在国家地理频道播出。Hartman担任美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的科学,运营和项目表演副主任。满足了这些期望。自哈勃于1990年4月24日在发现号航天飞机上发射以来,来自世界各地的约4,000名天文学家用它来制作超过12,700份科学论文,使其成为有史以来最具生产力的仪器之一。哈特曼说:“哈勃确实以一种别的方式向我们开放了整个宇宙。”

探索太阳系

美国天文学家莱曼斯皮策于1946年开始游说太空仪器,二十多年后,美国宇航局开始设计“大空间望远镜”。(它于1983年以着名的天文学家埃德温·哈勃命名。)在哈勃太空望远镜有一个有缺陷的镜子达到空间和最初返回宇宙的图像模糊。但宇航员在1993年的维修任务中解决了这个问题,哈勃开始制作现在已知的美丽的标志性图像。

修复后不久,彗星Shoemaker-Levy 9闯入木星。哈勃在彗星爆发时捕获了这颗彗星,提供了对彗星在向太阳系行星(包括地球)输送水和其他物质方面所扮演的角色的见解。木星的其他图像显示,天然气巨头的大气中出现了意想不到的少量水。

哈勃还拍摄了一些图像,这些图像显示了矮星行星Ceres表面上的明亮和黑暗区域,Ceres是火星和木星之间主要小行星带中最大的物体。美国宇航局的黎明太空船将于4月23日科学任务开始时试图确定塞雷斯神秘亮点的构成。哈勃还研究了2011年7月至2012年9月黎明绕行的小行星灶神星的地质情况。

哈勃还观察了遥远的矮行星冥王星,帮助天文学家制作地表地图,甚至还发现了四颗新的冥王星卫星。美国国家航空航天局的新视野任务将于2015年5月开始拍摄哈勃望远镜的图像,但是花了九年多的时间才开始接近太空望远镜以获得资金。(New Horizons于2006年1月发射,将于7月14日由冥王星系统飞行。)

宇宙的生命

美国宇航局最着名的太空望远镜是以美国科学家埃德温哈勃命名的,他确定宇宙不是静止的,而是在膨胀。哈勃的主要目标之一是确定宇宙伸展的速度。望远镜还为暗能量的存在提供了证据,暗能量是抵消引力的神秘力量,使星系以加速的速度相互远离。

在哈勃启动之前,对宇宙年龄的估计在10到200亿年之间 - 这是一个显着的差距。通过研究称为造父变星的特殊脉动恒星,哈勃帮助天文学家确定宇宙的年龄,精确度约为5%。目前的最佳估计是138.2亿年。

银河系及其他地方

我们的银河系将与其邻居仙女座星系发生正面碰撞,世界上有哈勃望远镜感谢单挑。通过测量即将到来的仙女座星系的侧向运动,科学家们能够确定这两者将在大约40亿年内合并。正如哈勃表示的那样,合并在银河系之外很常见。当科学家们发现了长尾气体和尘埃的星系 - 合并的残余物 - 他们将哈勃望向他们,以揭示细节。太空望远镜探测了这些碰撞的核心,并发现了一类特别大而明亮的星团。

哈勃曾帮助调查宇宙只有6亿年前存在的星系。先前的估计表明,在宇宙至少有20亿年之前,星系才会形成。该仪器的图像帮助科学家了解星系是如何演化的。哈勃还帮助将科幻小说的主要内容变成了科学事实。“当我还是个小孩子时,黑洞很奇怪,就像”星际迷航“中的一样,”1979年至1998年担任美国宇航局首席科学家的艾德威勒说。

但哈勃表明,超大质量黑洞的重量是太阳质量的数百万甚至数十亿倍,存在于大多数(如果不是全部)星系的中心。“哈勃不仅证明了超大质量黑洞的存在,它还从科学幻想到现实都采取了黑洞,”韦勒说。

恒星生命的终结

当大质量的恒星到达生命的尽头时,它们会在被称为超新星的火热死亡中爆炸。这些猛烈的井喷可能会留下黑洞或超紧凑的中子星,即使它们通过星系吹出恒星心脏中形成的重元素。哈勃帮助科学家更好地了解超新星过程。

自从它首次开始拍摄宇宙以来,哈勃已经拍摄了SN 1987 A的图像,这是一颗在望远镜发射前三年爆炸的超新星。哈勃继续观测超新星,拍摄了数百张照片,以帮助研究人员了解它是如何随时间变化的。哈勃还研究了不稳定的恒星Eta Carinae,这个物体似乎正在爆炸。该望远镜使科学家们能够对不寻常物体的结构进行详细研究,包括200年来暴力爆发的残余物。

寻找其他行星

今天,当人们听到系外行星时,他们可能想到的第一个仪器是美国宇航局的行星狩猎开普勒太空船。但是在2008年,哈勃拍摄了另一颗恒星Fomalhaut b周围轨道中行星的第一张照片。甚至在此之前,当每个行星候选者在它的恒星和地球之间通过时,哈勃通过监视星光下的倾角帮助找到了16个围绕其他恒星运行的潜在行星。该仪器还有助于研究遥远行星的大气层。

哈勃间接地帮助为开普勒奠定了基础。哈勃揭示了数十亿颗恒星,这些恒星是潜在的行星主体,打开了宇宙的浩瀚。美国宇航局官员表示,将哈勃望远镜投入太空已经证明已经达到了一定程度的技术专业水平。“认为我们可以建立像开普勒这样的东西是合情合理的,”哈特曼说。

持续的使命

哈勃设计用于维修,允许宇航员根据需要更换部件并更换科学仪器。这种方法使航天器运行了四分之一个世纪。2009年的最后一次服务任务取代了磨损部件,Weiler估计该工艺将继续收集五六年的数据。美国宇航局科学任务理事会副主任约翰格伦斯菲尔德和曾在三个不同的太空任务中为哈勃服务的宇航员约翰格伦斯菲尔德在“ 哈勃宇宙之旅 ” 的放映中称赞了宇宙飞船。

“哈勃望远镜还有一段巨大的旅程,”格伦斯菲尔德对一个礼满的礼堂说道。“我仍然相信它最伟大的发现就在眼前。”

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