哈勃30年：黑暗裡有什麼？「用力看」就能發現新世界
2023-04-01 04:19:13
不經意間，人類已經被哈勃0+望遠鏡陪伴了30年。在哈勃望遠鏡拍攝的照片中，有許多宏偉的「藝術傑作」和一些象徵人類進步的裡程碑。哈勃的0+望遠鏡打開了一扇全新的宇宙之窗。它的一些照片刷新了人類的世界觀，具有重要意義。哈勃深度空系列就是其中之一。
這一小塊天空空僅佔宇宙的一億部分，但包含了近1000個人類從未見過的星系。這只是原始哈勃深度空圖片的一小部分，但這是理解宇宙過程中的重要一步。威廉士/哈勃深度空團隊/美國航天局/歐空局
哈勃的太空之旅並非一帆風順。起初，與反射鏡相關的安裝錯誤導致它只能拍攝模糊的照片。1993年底，太空人冒著行走的危險，為哈勃安裝了糾錯設備。直到那時，哈勃的視力才恢復正常。與此同時，人們也升級了它的廣域行星照相機。
在修復和升級完成後的一年，哈勃被賦予了一項非常具有挑戰性的任務:盡一切可能拍攝那些看起來黑暗的深度空，看看那裡有什麼。哈勃望遠鏡這個名字源於對偉大天文學家埃德溫·哈勃的紀念。因此，對銀河外星系的觀察在某種程度上也是為了紀念銀河外天文學的創始人和銀河天文學之父。
哈勃望遠鏡瞄準了天空中一個看似為零的物體，沒有光線，沒有恆星，也沒有星系的整個黑色區域。經過十多天的多波段曝光，一個全新的人類世界慢慢出現了。
在這個看似不算什麼的小日子裡，有成千上萬個遙遠而暗淡的星系。沒人見過這些星系。在這些遙遠的宇宙中，不僅有星系，還有許多巨大的星系團。
這是人類視覺首次擴展到哈勃體積的邊界。
1990年4月25日，哈勃望遠鏡被部署到軌道上。這張照片是由發現號太空梭上的IMAX貨運模塊相機拍攝的。哈勃空望遠鏡已經運行了30年，但自2009年以來就沒有維護過。直徑為2.4米的哈勃望遠鏡可以在1分鐘內從160毫米望遠鏡收集數據，這需要3小時45分鐘。美國航天局/史密森學會/洛克希德公司
在這一小塊等於鑰匙孔大小的天空中，哈勃看到了一個前所未見的遙遠宇宙。「人類的深度空的概念就這樣開始了。美國航天局/科學、技術和科學研究所/阿·菲爾德
哈勃反射鏡安裝誤差校正前(左)和校正後(右)拍攝的照片對比。美國航天局/科學、技術和科學研究所
世界廣域行星照相機2 (WFPC2)已被哈勃使用多年。它可以通過48個不同顏色的濾光片拍攝，覆蓋從遠紫外到可見光到近紅外的多個波段。美國航天局
拍攝深度空是一件非常困難的事情。我們無法區分來自天空的單個光子是噪音、宇宙射線還是設備噪音。然而，如果我們收集足夠的信號並提高信噪比，我們就能識別真正的目標，比如遙遠的星系。什麼是隨機產生的無效噪聲？威廉士/哈勃深度空野外小組/美國航天局/歐空局
目標區域經過精心選擇。它遠離黃道面和銀河帶。前景中的恆星數量非常少而且很暗。確保沒有已知的銀河外星系也是必要的。美國國家航空航天局/數字天空測量/科學、技術和科學研究所
最初的哈勃深空照片是由許多看似空無的照片堆積起來的。然而，經過這樣的處理，人們發現數千個從未見過的星系出現在黑暗中。這樣，人類第一次看到了這些極其遙遠的宇宙是什麼樣子。在我們的印象中，這些照片是昨天拍的，但事實上，它們已經25歲了。威廉士/哈勃深度空野外隊/美國航天局
一張小的哈勃深空圖像顯示了數千個星系。它表明在我們的哈勃體積中至少有幾千億個星系。根據最新的數據分析，哈勃體積中的星系總數可能接近2萬億。威廉士/哈勃深度空野外隊/美國航天局
在原始哈勃深空照片拍攝後不到一年，同一研究小組選擇了另一個南半球天空空，並拍攝了第二批深空0+場照片(HDF-S)。威廉士/HDF-S小組/美國航天局/歐空局
在星系合併和進化過程的驅動下，我們離得越近，宇宙中的星系就越少。通過觀察來自遙遠宇宙的光，人們發現了許多神奇的現象。美國航天局/歐空局
這張照片顯示了遙遠的巨型星系團銀鈴S1063，它是「哈勃前沿領域」項目研究的六個星系團之一。美國航天局/歐空局/蒙特斯(新南威爾斯大學)
這是哈勃深層紫外線遺產調查項目商品-北方領域的一部分。總的來說，這個面積相當於2014年哈勃超深空照片的14倍。美國航天局/歐空局/日內瓦大學/新南威爾斯大學
哈勃的極深空的深空照片拍攝了3200萬分之一的天空空並發現了5500個星系。然而，這些星系仍然只佔這個地區星系總數的10%。剩下的90%太暗太遠，無法拍照。HUDF09和HXDF12研究小組/E. Siegel
人類用了20年才實現了製造一架太空望遠鏡的夢想。現在，30年後，哈勃望遠鏡已經成為人類歷史上最複雜的機器之一。
在過去的30年裡，哈勃望遠鏡已經完成了130多萬次觀測任務，並為15000多篇科學論文提供了研究基礎。
這項發明以不可思議的方式為人類打開了宇宙之窗。為了紀念哈勃望遠鏡30周年，英國廣播公司的紀錄片《哈勃望遠鏡30年》通過與每天使用哈勃望遠鏡的科學家和天文學家以及完成維修和更新任務的太空人的會面，講述了哈勃望遠鏡的故事。
這部紀錄片預計將在4月25日成為頭條，西瓜視頻將獨家推出。我們真誠地邀請大家一起關注。
