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哈勃太空望远镜算是一个地地道道的90后，因为哈勃于1990年4月24日搭乘美国宇航局的“发现号”航天飞机升空，并于一天后被送入地球轨道，哈勃望远镜的工作带来了许多难以置信的科学突破，而且并将继续带来这些突破。其中最有名的一次可能是在20世纪90年代末，当时天文学家通过研究哈勃观测到的超新星爆炸，发现宇宙的膨胀速度正在加快。这一发现导致了一种被称为暗能量的神秘力量的提出，暗能量显然占了宇宙的70%，这一发现为三位科学家赢得了2011年诺贝尔物理学奖。星系的形成与演化 “哈勃”超深场照片，显示的是天炉座的一小部分天区，拍摄于2003年9月24日至2004年1月16日，累计曝光时间11.3天，是迄今人类获得的最深远的宇宙影像。照片中显示的是130多亿年前的宇宙，其中有近10000个星系，年龄在4~8亿年间。 星系是构成茫茫宇宙的基石，它们的形成与演化，是探索宇宙之谜的过程中不可回避的重大问题，也是“哈勃”的首要任务之一。在其他天文台的共同协作之下，“哈勃”已经对天空中的几块小片区域哈勃深场(Hubble Deep Fields)、哈勃超深场(Hubble Ultra Deep Field)和大天文台宇宙起源深空巡天(Great Observatories Origins Deep Survey)进行了长时间的曝光，第一次将最遥远因而也最古老的星系带到了我们眼前。这些超精细的图片揭示出了早期宇宙的细节。当时宇宙的年龄仅有几亿年，大约是现在宇宙年龄的5%。与现在的星系相比，那时的星系尺寸较小，形状更不规则。由此可见，今天的星系是由较小的星系聚集而成，而不是恰好相反，由较大的星系分裂而来，“哈勃”所拍摄的照片成为建立现代星系形成模型的关键。 除了研究遥远的年轻星系以外，“哈勃”还研究了星系形成过程中遗留下来的蛛丝马迹。在“哈勃”的高分辨锐眼下，遥远星系中的单个恒星被分解出来，它们的颜色和亮度包含了其年龄和化学组成的信息，使得天文学家可以推测出星系中的恒星形成历史。天文学家认为，较大的星系，例如银河系和仙女座大星系(Andromeda)，是通过吞并较小的星系成长起来的。2003年5月7日，“哈勃”对仙女座大星系外围的星系晕(星系晕是包裹在主星系盘周围的稀薄的球状结构，由恒星和星团构成)中的恒星的观测表明，其中恒星的年龄千差万别：最古老的有110亿年到135亿年，最年轻的只有60亿年到80亿年。相比之下，年轻的恒星就像是老人院里的小孩，它们一定是从其他地方游荡过来的：可能来源于一些更为年轻的星系(例如后来被吞并的卫星星系)，也可能来自仙女座大星系本身一些比较年轻的区域。而与此相反，我们银河系的恒星晕并没有包含大量相对年轻的恒星。因此，尽管仙女座大星系和银河系外形相似，但哈勃的数据暗示，这两个星系的成长史迥然不同。这一发现大大加深了我们对星系形成的理解。 发现宇宙加速膨胀 哈勃”拍摄的三颗遥远超新星爆发前后的图像，从左至右分别为SN 1997ck、SN 1997ce、SN 1997cj，其距离都在几十亿光年之外。这类超新星透露出了宇宙膨胀的信息。 1998年1月8日，美国哈佛-施密松天体物理中心Peter Garnavich博士领衔的研究小组利用“哈勃”观测到的遥远超新星数据，公布了一项惊人发现：我们的宇宙正在加速膨胀!不久后另一个研究组也独立地作出了这一发现，在当时的天文界引起了轰动。人们过去总是假设，宇宙的膨胀必定是减速的，因为星系会通过引力彼此吸引，这应该会阻碍它们的分离，而且从理论上看，自从宇宙大爆炸之后经历过短暂的“暴胀”(宇宙空间在极短时间内急剧增大)期后，宇宙膨胀就必定会减速，但为什么现在它又开始加速膨胀了呢?“哈勃”的这一发现，使宇宙中最神秘的成分暗能量浮出了水面，原来正是它在驱使宇宙膨胀加速。2004年，“哈勃”又发现了16颗遥远的超新星，它们爆发的时间横跨过宇宙膨胀从减速到加速的转折点，我们因而得知转折点大约在50亿年前。天文学家将哈勃、地基望远镜和微波背景辐射的观测数据结合在一起，发现暗能量占据了宇宙总能量密度的大约3/4。宇宙的年龄之谜 哈勃空间望远镜1994年拍摄的一颗位于旋涡星系M100中的造父变星(图片中央的亮点)，可见它的亮度在随时间变化 听起来有些令人不可思议，天文学家们怎么会知道宇宙年龄的大小?正是“哈勃”帮他们给出了答案。我们都知道宇宙正在膨胀，那么膨胀的速度是多少呢?天文学家把它称为“哈勃常数”，记为H0，并且发现它的单位是“千米/秒/兆秒差距”(km/s/Mpc)。由于“秒差距”和“千米”都是距离单位，因此哈勃常数的倒数的单位是“秒”，它所代表的意义其实是时间，也就是宇宙的年龄(更准确地说是宇宙年龄的上限)。因此只要测出了哈勃常数的大小，就能推断出宇宙的年龄。
超大质量黑洞和类星体 哈勃空间望远镜拍摄的巨椭圆星系M87核心照片，星系核心周围的尘埃盘旋转得极其迅速，如此高的动能只能来自于中心黑洞的驱动。 该黑洞质量高达30亿倍太阳质量，而所占据的空间还不如一个太阳系大。照片中的喷流是黑洞吸积物质时激发出的高能电子流 “几乎每个星系中心都有一个超大质量黑洞”，这个如今已为天文爱好者们耳熟能详的常识，也得归功于“哈勃”的发现。1994年5月25日，天文学家们宣布，利用哈勃望远镜，在距离我们50万年远的巨椭圆星系M87中发现了星系中心超大质量黑洞存在的确切证据，从此揭开了超大质量黑洞的观测研究序幕。 太阳系外的行星 哈勃空间望远镜拍摄的北落师门(中央的白色亮点)极其行星照片，这是人类首次直接拍摄到系外行星绕恒星运动的轨迹，殊为难得 早在1994年，“哈勃”就在猎户座大星云的恒星形成区发现有许多年轻恒星周围都存在薄薄的尘埃盘，这一发现证实了之前理论学家关于行星形成的推测，并且表明恒星周围存在行星系统是很常见现象，从而开启了系外行星的研究之门。 2008年11月13日，“哈勃”更进一步，宣告首次直接拍摄到一颗太阳系外行星绕恒星运动的轨迹，表明系外行星研究取得实质性突破。“哈勃”拍到的这颗行星与太阳系中的木星类似，质量不超过木星质量的3倍。它围绕其母恒星南鱼座中的最亮星北落师门运行，每872年绕行一圈。北落师门距地球仅25光年，年龄在2亿年左右。“哈勃”还发现，环绕“北落师门”的尘埃盘跨度大约为350亿千米，有十分明显的内边缘。
“哈勃”的未来 从近年来“哈勃”数据发表的论文数来看，哈勃空间望远镜仍然有着极高的学术产出，它依然活跃在每月的天文发现新闻播报中。而得益于最近的一次维修任务，“哈勃”的未来将会是光明的。随着在紫外和近红外波段成像灵敏度的提高、紫外分光仪的升级以及对失灵仪器设备的更换，“哈勃”的观测能力将远胜于过去。 不过时代总是在进步，“哈勃”也会被超越。从2002年以来，各大地面望远镜相继投入使用、新的空间观测设备竞相升空，基于“哈勃”数据发表的论文数在当年天文论文总数中的比例开始呈下降趋势(见下图)。人们依然对“哈勃”寄予厚望，同时也在热切期待它的继任者詹姆斯韦布望远镜。灶神星表面发现巨大山脉 远高过珠穆朗玛峰 据国外媒体报道，环绕灶神星进行观测的美国宇航局黎明号探测器最新拍摄图像显示，这颗小行星表面拥有高大的山脉，其高度接近太阳系内最高山峰，远超过地球上的最高峰珠穆朗玛峰。黎明号探测器就开始环绕灶神星运行 美国宇航局黎明号探测器就开始环绕位于火星和木星之间小行星带的灶神星运行，迄今为止，该探测器已传送大量令人惊异的观测图像，这颗表面遍布陨坑的小行星充满着秘密，其中一张显示灶神星南半球存在一个巨大的山脉。黎明号探测器首席调查员克里斯-拉塞尔(Chris Russell)说：“我们在灶神星上获得了许多惊人发现，这是最小的一颗类地岩石星体，像地球、火星、金星和水星一样，灶神星表面拥有远古玄武熔岩和一个巨大的铁核。目前发现的南极巨大山脉远大于夏威夷大岛，这是地球上最大的山脉，部分山脉底基位于海底。同时，这个南极巨大山脉的高度也与太阳系最高峰——火星奥林帕斯盾状火山十分接近。奥林帕斯盾状火山是太阳系内最高山峰 火星奥林帕斯盾状火山是太阳系内最高山峰，在火山表面其高度为24公里，大约是珠穆朗玛峰的3倍。在地球上最大的火山是夏威夷岛的莫纳罗亚火山，它的总高度达到9公里，其中部分火山延伸在海底。珠穆朗玛峰是海平面以上最高的山峰，高度达到8.85公里。 同时，黎明号探测器还发现灶神星表面比小行星带多数小行星更加粗糙，此外，初步估计灶神星南半球表面陨坑的形成年代要晚于北半球，其中一些陨坑仅有10-20亿年的历史。这项最新研究发表在法国南斯市召开的2011年度欧洲行星科学大会和行星科学部联合会议上。 斥资4.66亿美元建造的黎明号探测器于7月15日进入灶神星轨道，开始为期一年的轨道飞行研究这颗神秘的小行星。一年之后，黎明号探测器将朝向谷神星驶去，这是太阳系内最大的小行星。灶神星的直径为530公里 灶神星的直径为530公里，是太阳系小行星带内第二大小行星，也是最明亮的小行星。灶神星的表面结构为科学家提供了研究这颗岩石小行星远古历史的重要线索，自7月以来，黎明号近距离运行至灶神星上空，在极地轨道区域进行扫描拍摄小行星表面，8月中旬，该探测器在可见光和红外线下拍摄到灶神星完整的阳光照射表面。 黎明号探测器副首席调查员卡罗-雷蒙德(Carol Raymond)称，随后黎明号向低轨道区域移动，在未来几个月的时间里以不同分辨率拍摄小行星阳光照射表面。目前，科学家对灶神星的陨坑、山脊和丘陵进行细致研究，希望在今年年底绘制完成该小行星阳光照射表面区域。 黎明号探测器的分幅摄影机装配了七种色彩的过滤镜，可收集各种光谱信息，确保能向科学家呈现伪色彩表面绘图，伪色彩表面绘图可呈现不同波长一定比率的光强度，可适应于不同表面物质。 该探测器观测显示在陨坑周围的表面成份具有特殊的差异性。意大利天体物理学国家学会的玛丽亚-克里斯汀娜-德桑斯蒂克(Maria Cristina de Sanctis)负责控制黎明号探测器可见光和红外绘图光谱仪(VIR)，他说：“不同波长的观测数据结合不同类型物质分析，可见光和红外绘图光谱仪可显示表面矿物质的色差变化性。” 环绕灶神星进行观测的美国宇航局黎明号探测器最新拍摄图像显示，这颗小行星表面拥有高大的山脉，其高度接近太阳系内最高山峰，远超过地球上的最高峰珠穆朗玛峰。 同时，黎明号探测器还发现灶神星表面比小行星带多数小行星更加粗糙，此外，初步估计灶神星南半球表面陨坑的形成年代要晚于北半球，其中一些陨坑仅有10-20亿年的历史。 灶神星的直径为530公里，是太阳系小行星带内第二大小行星，也是最明亮的小行星。灶神星的表面结构为科学家提供了研究这颗岩石小行星远古历史的重要线索。
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