史上視野最寬廣的宇宙照片，包含26.5萬星系，哈勃十幾年心血合成
2023-04-01 01:56:12 1
在這個世界上，有兩件事能深深震撼我們的心靈:一是我們頭頂上的那顆明亮的星星空，二是人們心中崇高的道德準則。
200多年前，德國著名哲學家康德表達了這樣的觀點。
對廣闊宇宙的讚美
古往今來，無數人仰望星空，不由自主地深深嘆了口氣，被宇宙無邊的美麗所淹沒。從唐文儒的《滿船清夢按銀河》，到杜甫的《星河天脈過三山》，到龔自珍的《星河爛數》，都是古人對星空的仰慕。
然而，人類從未像今天這樣在浩瀚的宇宙中崇拜過。特別是當我們知道今天的宇宙有數百億光年的直徑時，我們覺得這是一個人類可能永遠無法到達的星際空間。
然而，由於人類科學技術的發展，儘管目前我們還不能親自觀察它，但我們的視覺已經跟隨先進的望遠鏡到達了宇宙的遙遠邊緣。
1990年，美國宇航局的哈勃0+望遠鏡發射了0+號，大大擴展了人類的視野。在此之前，人類只能在70億光年內看到宇宙，而哈勃望遠鏡幾乎是人類視力的兩倍，觀測能力超過130億光年。
在服役期間，它返回了大量宇宙照片。這張1995年的照片以前所未有的方式震驚了世界。
哈勃深度空視場
在1995年12月18日至28日的連續十天中，哈勃使用第二代廣域和行星照相機拍攝了一個非常遙遠的宇宙，它位於大熊座方向。由於距離太遠，天體又太暗，它不得不將342張分別曝光的照片組合起來，最後合成了這張世界著名的照片——哈勃深度空場，也稱為哈勃深場(HDF)。
(哈勃深度空視野)
這張照片的拍攝佔據了我們頭頂上的2400萬個夜晚，相當於100米外網球的視野。由於拍攝距離非常長，只有銀河系中的幾顆恆星佔據了前景，而所有其他發光體都是遠離我們的星系。這些星系，就像我們自己的銀河系一樣，有數千億顆直徑數萬甚至數十萬光年的恆星。然而，在浩瀚的宇宙「海洋」中，它們看起來像分散的漂浮物體。
現代觀察表明，這些星系都隨著宇宙的膨脹而遠離我們，這被稱為天體的後退。此外，根據美國著名天文學家埃德溫·哈勃的哈勃定律(哈勃空望遠鏡就是以他的名字命名的)，天體之間的距離越遠，後退的速度越快。
根據大爆炸理論，138.2億年前，像這些星系一樣，我們都位於一個奇點。很久以後，我們向他們揮手告別。我不知道那裡是否還有其他生命，看著我們的星系。
哈勃超深場
在2003年9月24日至2004年1月16日期間，哈勃採取了進一步措施，在該區域進行了幾個月的拍攝，圓頂方向佔據了全天的0+1270萬個部分。在這個區域，銀河系中恆星的密度較低，所以我們可以看到更遠的星系。這張哈勃深度空場的高級照片是著名的哈勃超深場(HUDF)。
(哈勃超深空)
這張哈勃超深視場圖像有大約10，000個星繫緊緊地擠在同一張圖像中。然而，事實上，他們之間的距離很長。
這些星系的年齡從130億年到134億年不等，是宇宙中非常古老的星系。正如我們剛才提到的，宇宙的年齡只有138.2億年，這意味著它們出現在大爆炸後的4億到8億年之間，並見證了宇宙從黑暗時代到再電離時期的過程，從而重生。
哈勃超深場
2012年9月25日，哈勃望遠鏡再次突破人類探索宇宙深處的地平線。哈勃超深場發表近10年後，天文學家用哈勃望遠鏡的高級巡天照相機(ACS)和第三代廣域照相機(WFC3)在50天內拍攝了2000多幅圖像，累計曝光時間超過200萬秒(即23天)，最終獲得了哈勃超深場(XDF)照片。
哈勃的極限深度是一個非常小的夜晚空範圍，它的角直徑只有滿月的1/10。下圖生動地展示了這一區域在一天中所佔的比例。
(哈勃的超深視場插圖)
就在這個夜晚，看起來幾乎完全黑暗空，在配備有哈勃望遠鏡的高科技成像設備前，它展示了自己的真實面目。人類看到了大約5500個隱藏在黑暗中的星系。最暗的星系的表觀星等約為31，在夜晚肉眼可見的最暗天體比它亮200億倍。
哈勃超深場
哈勃的極深場觀測到了大約132億光年之外的宇宙深處，也就是說，大爆炸後6億年形成的星系。除了一些有希望的銀河系恆星之外，我們還可以看到這些古老的星系已經有了獨特的形狀，比如天文學家認為由星系演化或小星系合併形成的最常見的螺旋星系和橢圓星系。
哈勃遺產遺址
儘管前方有如此多的宇宙場地圖，但沒有比哈勃遺產遺址更完整和令人震驚的了。
2019年5月2日，美國國家航空航天局發布了這張照片，這張照片是哈勃望遠鏡和相關工作人員花了16年心血拍攝的，它將在天爐星座方向拍攝的7500張照片組合在一起，形成了哈勃遺留場(HLF)，這是一個包含大約265000個星系的傑作。
(哈勃遺產遺址)
同樣，為了避免前景恆星的幹擾，天文學家選擇了較暗的區域。這一次的拍攝範圍相對較寬，它在夜晚的可視區域與滿月的相似。
哈勃遺產遺址因其拍攝範圍之廣而震驚。它之所以能達到人類歷史上最寬廣的宇宙視野，是因為它收集了哈勃多年來的觀測資料。事實上，哈勃遺產地的照片是31個不同觀察項目的集合，包括最初的哈勃超深場和哈勃超深場。用時髦的話說，哈勃遺產遺址是哈勃宇宙深空地圖的「復仇者」。
(哈勃遺產遺址視圖)
該項目負責人加思·伊林沃斯說:「這張照片包含了宇宙中星系的整個成長歷史，從它們的『嬰兒期』到它們完全進化後的『成熟期』。」
美國宇航局說:對於哈勃望遠鏡來說，再也不可能產生任何超越哈勃遺產的宇宙圖像了。哈勃太空望遠鏡在波長和距離上都達到了極限，因為在這張照片中觀察到了從紫外光到近紅外光的宇宙圖像，最長可達130億光年。
只有下一代觀測設備，詹姆斯·韋伯空望遠鏡，才能超越哈勃遺產地的圖像。根據美國宇航局目前發布的消息，這臺備受期待的望遠鏡的觀測能力遠遠超過哈勃的0+望遠鏡，將使我們看到一個更遙遠和古老的宇宙。
遙遠星球告訴我們的古老秘密空
我們想看到如此遙遠的宇宙的原因在於它隱藏了宇宙的原始秘密。我們知道，在宇宙中，一個天體離我們有多少光年，這證明了光到達地球需要多少年，這意味著我們現在看到的圖像與許多年前的圖像是一樣的。
在100多億光年以外的星系中，我們可以看到100多億年前宇宙的樣子，我們還可以看到銀河系經歷了什麼，以及它是如何經歷了很長一段時間，最終成長為今天的巨大星系，孕育了我們的太陽系和地球。
草圖上寫道:「我不想知道我是怎麼來的，我只想知道我是怎麼沒來的。」但現實告訴我們，只有當我們知道我們是如何來到這裡的，我們才能知道我們是如何「沒有」的。說到這裡，我想起了邱吉爾的話。他不是在談論宇宙，但它也適用於天文學領域，給了我們深刻的啟示。最後，我們引用邱吉爾的話來鼓勵你:
只要你能看到過去，你就能看到未來。
謝謝你的閱讀。
