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回首30年,光阴似箭日月如梭:为哈勃在太空的付出与坚守点赞!

 友情说科技 2022-11-03 发布于广东

1990年4月24日发现之后,航天飞机成功将哈勃望远镜发射到轨道上,对于太空探索来说,这是一个激动人心的时刻。因为哈勃承诺将拍摄出令人难以置信的图像,并向我们展示宇宙形成的早期图像,但是当哈勃望远镜一上线,科学家们注意到他的镜子存在严重问题。

尽管有历以来这是最精准的切割镜打磨,一个只有2000纳米的微小缺陷,这意味着哈勃无法拍摄出清晰的图像是个“近视眼”。

三年后科学家们成功地为镜子进行修复给它戴上眼镜,哈勃真正开始踏上了扫描宇宙寻找宇宙的秘密旅程,从那时起至今哈勃已经工作了将近30年,捕捉到遥远的恒星和星系最令人惊叹的图像,就像其他所有物体一样,哈勃也有其极限,在不久的将来,世界上最著名的望远镜将走向终点。

但它还能活多久?
为什么他所能观察到的方面达到了极限,哈勃在其一生中拍摄了数百万张令人惊叹的照片,它能够观测到电磁波光谱的其他部分,这是普通望远镜无法观测到的,它位于地球大气层之外,可以一览无余的观察。这让他能够捕捉到比地面望远镜所能捕捉得到的更暗更远的物体。

然而,哈勃所拍摄到的最佳图像来来去去,物理的局限性可能会阻止他去看到比他所能看到的更暗或更远的东西,为了观测宇宙中最远最暗的天体,也需要一个非常高分辨率的并且能尽可能捕捉到更多光线的望远镜。

望远镜的分辨率受限于它能穿过镜子的波长的数量,小分辨率衡量的是它在同时观测两个角度距离进入天体的能力,这是由1.22乘以反射镜直径上的光波长得出的。

当观察约500纳米的可见光时,哈勃望远镜的小分辨率约为0.05弧秒。

这角度分辨率比人的,从眼高出1000倍,对于更短的波长,比如紫外线的分辨率会更高。

哈勃的角度分辨率可以低至0.01弧秒

捕捉到的波长内型也很有限,恒星发出的光范围很广,尽管望远镜可以观测到很宽的波长范围,但它不能观测到比紫红外更大的东西,这限制了它,及时查看远处物体的能力。

当宇宙膨胀时,空间的结构也随之膨胀,当光在宇宙中传播时,它的波长随着空间的膨胀而拉长,这意味着当光到哈勃望远镜是光的波长比离开墓地时的波长长。

这就是所谓的红移,随着天体张力的增加,它的光在太空中传播的时间也会越长。如果红移越多,它观测到的光的颜色就越红,它可以观测到哈勃望远镜可观测范围之外的波长。

哈勃望远镜的主要目标之一是发现宇宙中最遥远的星系,在2016年,当他发现位于320亿光年之外的婴儿星系时,这个目标得以实现,我们从中看到的光显示了该星系的本来面目。

134亿年前,这个星系处在哈勃望远镜能看到的最远距离的极限,他是在一些不可思议的情况下被发现的,这个星系正好位于宇宙的一个区域,在那里他和哈勃之间几乎没有什么中性气体。

这为望远镜观察该星系提供了清晰的视野,来自该星系的光线经过附近的另一个星系,这导致了引力透镜效应该当一个天体发出的光,被另一个天体的引力所弯曲时,就会发生这种现象,否则这种本该直接指向观测者的光线会以某种形式被弯曲,从而被观测者所错过,这使得来自婴儿星系的光被放大,恰好足以让哈勃望远镜观察到它。

这些令人惊叹的图片是在29年前拍摄的

由于其设计哈勃望远镜能够在其轨道上进行维修,多年来航天飞机机组人员先后就5次执行任务,进行了哈勃修复和更换有故障的组件。

但是自从2011年航天飞机项目结束以后,我们不再有能力对哈勃望远镜进行维护了,这意味着哈勃望远镜无法再正常工作了,哈勃太空望远镜上有6个螺旋仪,但是它用于操纵并将望远镜精确对准目标的依仗,在过去的5年里,其中三个螺旋仪失灵了。

即使哈勃在未来10年仍能继续工作,它的轨道在不断的老年衰退,大约在2030年哈勃将坠入大气层,并在到达地面之前燃烧殆尽,到那时下一代太空望远镜将进入轨道为我们拍摄更多关于我们宇宙的令人惊叹的图像。

但是他不拍摄的开创性图像,人们将永远不会忘记。所以尽管哈勃在退休之前已有几十年的历史了,但这与他捕捉到天体的年代相比他存在的时间只有如昙花一现,尽管如此在这台望远镜背后令人不可思议的工程和科学帮助我们在了解宇宙方面迈出了更大的一步。

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