美国宇航局功臣：哈勃望远镜精美大作

美国宇航局功臣：哈勃望远镜精美大作 

1990年，美国航空航天局（NASA）“发现”号航天飞机将重达11吨的哈勃望远镜送入轨道，到目前为止哈勃望远镜已经在轨运行了近24年之久，虽然其经历了灾难性球面像差故障，导致无法进行观测任务，但经过维修后的哈勃仍然焕发了新的生机，再次颠覆了我们对宇宙的认识。

今年正值哈勃望远镜升空24周年，美国宇航局启动了新的深空场观测计划，主要涉及到紫外观测波段，为科学家呈现出遥远宇宙恒星演化过程的最新图像，并进一步了解恒星的形成、演化之谜。

最新公布的2014年哈勃极深场图像与此前观测的深场较为类似，使用了哈勃望远镜上搭载的WFC3相机，并结合过去10年内的观测数据进行修正，观测方向为南半球星座天炉座的一小块天区，拍摄到大约1万个星系的彩色合照，这些星系存在的时期可从大爆炸之后40亿年到距今50亿年前，由于宇宙大爆炸出现在距今137亿年前，因此这段时间跨度在50年左右，图中每个小亮点都是一个如银河系这般大小的宇宙星系。

虽然这段时间跨度并不大，但集中展现了宇宙进入演化中期时的星系、恒星的固有特点，比如该时期的星系规模正不断增大，随着中央黑洞质量的不断提升，各星系总物质也在聚集、增加，星系演化正趋于成熟，并最终向我们如今看到的星系状态发展。

在本次极深场图像中，恒星的演化过程是一大亮点，也是美国宇航局拍摄这张极深场的初衷，因此本次观测主要涉及紫外波段，可对恒星的成长过程有一个细致的了解。星系中的紫外波段辐射源之一为温度较高、质量较大的年轻恒星，在紫外波段图像中可以很直观看出哪些星系内年轻恒星的数量较多以及星系内的哪些区域集中形成了年轻的恒星。

事实上，距离我们较为遥远的恒星更具有研究价值，恒星上的元素、演化时间等与现有的恒星并不一致，早期恒星虽然具有更强的“光芒”，但是寿命更短，在大爆炸后40亿年、90亿年是宇宙恒星演化的两道“坎”，我们的太阳诞生于46亿年前，属于宇宙演化中后期出现的恒星，要研究宇宙恒星的演化趋势不仅要掌握其各阶段的规律，也会获得各波段的观测数据。

在2003年至2009年期间，美国宇航局使用了哈勃望远镜拍摄了数个深场图像，主要涉及可见光和近红外波段，同时还动用了星系演化探测器（GALEX）天文台，但这些观测数据缺少了紫外波段，如果能将其这个波段覆盖，那么就可以洞察恒星演化中的缺失一环，进一步了解恒星形成的奥秘。

在哈勃望远镜的观测史上，有数次较为重要的深场图，展现了遥远宇宙的面貌，1998年，哈勃拍摄到南天深空场，使用第二代广域行星相机，暗示了宇宙的大尺度上各向同性的特点；2003年至2004年，哈勃完成超深空场的观测，记录了130亿年前的宇宙图像，这也是迄今我们所获得的最遥远宇宙星系（群）照片之一，拍摄方向仍然为天炉座的一小部分天区，曝光时间累计相当于113天，先进巡天相机、近红外相机等星载设备参与了超深空的观测。

2012年，哈勃望远镜团队再次公布了哈勃极深场图像，该照片结合了过去10年哈勃观测的数据，同样观测到132亿年前的宇宙星系，使得2004年完成的哈勃超深空场图再增加了5500个宇宙最遥远星系图像，其中展现的遥远星系如今已经演化成体积和质量超级庞大的星系，有些则在合并中消失。

哈勃望远镜的宇宙深场图像向世人展示了宇宙早期的天体状态，就像一台时间机器，看到了宇宙婴儿期时的模样，通过这些极有意义的观测任务，我们甚至可以预测宇宙的未来。