【正見新聞網2010年04月24日】
據國外媒體4月23日報導,哈勃太空望遠鏡是有史以來製造的最為強大同時也最為多產的科學儀器之一。此外,這架望遠鏡同樣也是現代科學研究史上的一項技術奇蹟。自從1990年4月24日升空的20年來,哈勃望遠鏡所拍攝的具有突破性的照片更是一次又一次讓天文學家和普通公眾陷入興奮和震驚之中。
“哈勃”的觀測發現讓從行星學到宇宙學的幾乎所有天文學研究領域經歷一場革命。迄今為止,這架望遠鏡共拍攝了3萬多幅天體照片以及超過57萬幅其他照片。“哈勃”將一個又一個宇宙奇觀奉獻給全世界億萬家庭和學校,讓普通公眾有機會與這架望遠鏡一同探索神秘的宇宙。
以下列舉的是“哈勃”上演的五大科學發現
1.一個處於加速狀態的宇宙
已知三顆距離地球最遙遠的超新星
通過觀測遙遠爆炸恆星發出的光線,“哈勃”幫助天文學家發現了暗能量。這種能量充斥著宇宙各個角落。暗能量是一種神秘的能量形態,能夠產生與引力相反的排斥力。此外,這架望遠鏡還發現了能夠證明暗能量數十億年來一直與引力“拔河”的證據。在暗能量的影響下,星系之間以不斷提高的速度彼此遠離對方,進而讓宇宙不斷膨脹並且速度越來越快。
通過進一步了解暗能量隨時間流逝表現出的行為,天文學家希望能夠在揭示暗能量本質的道路上再向前邁進一步。暗能量在宇宙能量中的比重占到70% 左右,但對於這種神秘能量,天文學家幾乎一所所知。
2.宇宙多大了?
測量不斷膨脹的宇宙
“哈勃”的其中一項重任就是幫助天文學家測定宇宙的準確年齡。通過計算數十顆被稱之為“造父變星”的脈動變星亮度,這架望遠鏡幫助天文學家完成了測定宇宙年齡的目標。脈動變星的亮度是太陽的1000倍。在得出它們的亮度之後,天文學家又計算出這些恆星與地球之間的距離。通過這種研究以及其他相關分析,天文學家確定了更為精確的哈勃常數以及宇宙年齡,精確度達到5%左右。
3.星系處於不斷成長狀態
“哈勃”望遠鏡打破距離限制,觀測130億年前形成的星系狀況,那時距宇宙大爆炸僅僅過去6億至8億年
“哈勃”的外層空間觀測顯示宇宙在很久以前就已經發生變化,這一發現證明,星系隨著時間流逝會通過與其他星系合併的方式“生長”,最終成長為我們現在看到的巨大星系。藉助於包括“哈勃深場”和“哈勃超深場”在內的一系列獨特觀測設備,“哈勃”望遠鏡對處於宇宙遙遠區域的星系進行了拍攝。
最近, “哈勃”又將鏡頭對準最為遙遠的宇宙區域。在此期間,新安裝的第三代廣域照相機拍到可見光和近紅外條件下宇宙最深處的照片並發現了存在於宇宙年輕時期的星系,當時的宇宙只有6億歲。
“哈勃”太空望遠鏡還對星系稠密的中心區域進行了探測,提供了幾乎所有超大星系中心地帶都含有超大質量黑洞的決定性證據。
超大質量黑洞是微縮版本的“怪物”,質量是太陽質量的數百萬乃至數十億倍。“哈勃”望遠鏡提供了超大質量黑洞存在的間接但卻強有力的證據。
4.探尋系外行星蹤跡
哈勃”望遠鏡在一顆木星大小的系外行星的大氣中首次探測到有機分子。此處的藝術想像圖展現了這顆行星。
“哈勃”太空望遠鏡1990年發射之時,天文學家尚未在太陽系以外發現一顆行星。如今,已有400多顆系外行星被發現,其中大多數是地面望遠鏡的成果。不過,“哈勃”望遠鏡卻對系外行星搜尋工作做出了獨特的貢獻。這台功勳望遠鏡的研究表明,銀河系可能擁有數十億顆行星。
最終,“哈勃”望遠鏡拍攝了一顆繞附近明亮恆星Fomalhaut運轉的系外行星的首張可見光照片。Fomalhaut恆星位於25光年遠的南魚座。一個直徑約為215億英裡(約合346億公裡)的巨大盤狀碎片圍繞著這個天體。而那顆行星位於盤面內部邊緣18億英裡(約合29億公裡)處,這大概是土星與太陽之間距離的10倍。
5.揭開暗物質神秘面紗
a、b、c分別是35億年前、50億年前和65億年前暗物質在宇宙中的三維分布
天文學家利用“哈勃”望遠鏡的數據製作出第一個暗物質三維圖。暗物質是一種肉眼看不見的物質,占了宇宙總質量的大部分,構成了宇宙的基本結構。暗物質的引力作用於像氣體和塵埃這樣的正常物質,使它們聚集形成恆星和星系。雖然天文學家看不到暗物質,不過,通過觀測暗物質引力令更遙遠背景星系光線彎曲和變形,他們可以探測暗物質的存在對星系團的影響,這種現象被稱為引力透鏡(gravitational lensing)。
天文學家利用“哈勃”望遠鏡的觀測數據,結合引力透鏡技術,通過研究50萬個遙遠的星系的照片,繪製出暗物質的三維圖。新圖提供了迄今主要以星系存在的正常物質聚集於最稠密暗物質區域的最佳證據。