哈勃35岁：揭开宇宙的璀璨图像和深刻发现

哈勃望远镜 35 年的旅程展示了人类最伟大的太空成就，捕捉到了从新恒星形成到古老星系的一切。它的发现彻底改变了我们对黑洞、暗能量和遥远世界的理解，而其令人惊叹的图像使太空探索成为全世界人们生动而感人的体验。

为庆祝美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜在地球轨道运行35周年，一系列由哈勃望远镜近期拍摄的精彩图像正式发布。图片来源：美国宇航局、欧空局、太空望远镜科学研究

为庆祝哈勃太空望远镜在地球轨道运行35周年，一系列令人叹为观止的新图像现已发布。这些最新观测涵盖了从冰冷的星系等各种景象。经过三十多年的探索，哈勃望远镜仍然是科学史上最具标志性和广泛认可的望远镜。

天文学家早就明白，将望远镜置于地球模糊、扭曲光线的大气层之上，将为宇宙打开一扇全新的窗口。哈勃望远镜的视野将比当时最好的地面望远镜清晰十倍。其卓越的灵敏度可以探测到比人眼可见的最暗恒星还要暗十亿倍的天体。摆脱了大气干扰，哈勃望远镜可以观测到从紫外线到近红外光的广泛波长范围。这种前所未有的清晰度将使宇宙中隐藏的奇观清晰可见，同时也是人类工程学、想象力和科学抱负的一项重大成就。

3D动画展示哈勃太空望远镜在地球上空的景象。图片来源：ESA/Hubble（M. Kornmesser & LL Christensen）

在哈勃之前，没有任何一代人曾见过如此生动细致的宇宙景象，几乎可以追溯到宇宙诞生之初。在人类历史的大部分时间里，宇宙的浩瀚和复杂性仅存在于我们的想象中。哈勃永远地改变了这种状况，带领人类向可见宇宙的边缘冲刺。这段旅程始于一个世纪前的20世纪20年代，当时天文学家埃德温·哈勃发现了银河系之外的星系。

如今，哈勃太空望远镜正处于其科学生产力的巅峰状态，这要归功于工程师、科学家和任务操作员的奉献和专业知识。1993年至2009年间，航天飞机机组人员执行了五次大胆的维修任务，以修复、升级和增强哈勃望远镜。

2009年5月19日，哈勃望远镜由亚特兰蒂斯号航天飞机机组人员释放，漂浮在地球上空。机组人员在五次太空行走中完成了所有计划任务，使“维修任务4”（SM4）——宇航员第五次访问哈勃太空望远镜——取得了圆满成功。图片来源：NASA

通过延长哈勃望远镜的使用寿命，该望远镜已进行了近170万次观测，观测了约55000个天文目标。截至2025年2月，哈勃望远镜的发现已产生超过22000篇论文和超过130万次引用。哈勃收集的所有数据均已存档，目前总计超过400TB。观测时间需求仍然很高，超额认购率达到6:1，使其成为当今最受欢迎的天文台之一。

哈勃望远镜的长期运行使天文学家能够观察到跨越三十年的天文变化：太阳系行星的季节变化、以接近光速运动的黑洞喷流、恒星痉挛、小行星碰撞、膨胀的超新星气泡等等。

哈勃的遗产是连接我们过去和未来知识的桥梁，让我们了解宇宙的壮丽与喧嚣，宇宙中充满了碰撞的星系、贪婪的黑洞和永不停歇的恒星烟火。哈勃比任何其他望远镜都更能透过爱因斯坦的视角观察宇宙：微透镜效应、时间膨胀、宇宙常数、物质消失在黑洞中以及引力波的来源。

1990年之前，地球上强大的光学望远镜只能观测到宇宙的一半。对宇宙年龄的估计存在巨大差异。超大质量黑洞仅被怀疑是罕见能量现象背后的“能量源”。迄今为止，尚未发现任何围绕其他恒星运转的行星。

在其众多突破中：哈勃深场揭示了可追溯到早期宇宙的无数星系；精确测量了宇宙的膨胀；发现超大质量黑洞在星系中很常见；首次测量了太阳系外行星的大气层；有助于发现加速宇宙膨胀的暗能量。

三十年后，哈勃望远镜依然家喻户晓，是人类历史上最知名、最受推崇的科学仪器。它的发现和图像彻底改变了公众对宇宙的认知。与之前的任何望远镜不同，哈勃望远镜让天文学变得与时俱进、引人入胜，并让所有年龄段的人都能轻松理解。哈勃望远镜成为了“人民的望远镜”，触动了全球数亿人的心灵和情感。

哈勃望远镜最近拍摄的一系列引人注目的图像已经发布：

火星：这些是哈勃太空望远镜于2024年12月28日至30日拍摄的火星图像的组合。在观测的中点，火星距离地球约9800万公里。在紫外线下可见的稀薄水冰云使这颗红色星球呈现出冰冷的外观。冰封的北极冰盖正经历着火星春季的到来。在左图中，鲜橙色的塔尔西斯高原及其休眠火山链清晰可见。最大的火山奥林匹斯山位于西北翼附近10点钟方向的云层之上，海拔21000米，是珠穆朗玛峰的2.5倍。火星水手谷（Valles Marineris）是火星上一条长约4000公里的峡谷系统，呈深色、线性、水平状，位于中左附近。在右图中，可以看到火星东部边缘的高空晚云。宽2250公里的希腊盆地（Hellas Basin）是古代小行星撞击形成的，位于遥远的南边。西半球的大部分地区被经典的“鲨鱼鳍”状特征——大瑟提斯峡谷（Syrtis Major）所占据。图片来源：NASA、ESA、STScI

这张哈勃太空望远镜拍摄的照片捕捉到了飞蛾状行星状星云NGC 2899的美丽景象。该星云拥有一个对角线状、双极状、圆柱形的气体流出物。这股气体流出物是由中心一颗近22，000摄氏度的白矮星的辐射和恒星风推动的。事实上，可能有两颗伴星相互作用，塑造着这个星云。星云被一个破碎的环状结构夹在中间，看起来像一个吃了一半的甜甜圈。它拥有一片气体“柱状”森林，指向辐射和恒星风的来源。这些颜色来自发光的氢和氧。该星云位于南天船帆座，距离我们约4，500光年。图片来源：NASA、ESA、STScI

行星状星云 NGC 2899：该星云拥有一个对角线状、双极状的圆柱形气体流出物。这股气体流由中心一颗近 22000 摄氏度的白矮星的辐射和恒星风推动。

哈勃望远镜拍摄了玫瑰星云一小部分的详细图像，玫瑰星云是一片巨大的恒星形成区域，距离地球5200光年。图像显示，附近大质量恒星的强烈辐射正在塑造由氢气和尘埃组成的暗云。一颗新生恒星喷射出等离子体喷流，向周围的气体和尘埃发出耀眼的冲击波。图片来源：NASA、ESA、STScI

玫瑰星云：这是哈勃太空望远镜拍摄的玫瑰星云一小部分的照片。玫瑰星云是一个巨大的恒星形成区，横跨 100 光年，距离我们 5，200 光年。哈勃望远镜放大了星云的一小部分，该部分宽度仅为 4 光年（大约是太阳与邻近的半人马座恒星系统之间的距离）。夹杂尘埃的氢气暗云在图像中若隐若现。这些云层正受到星云中心较大恒星团（NGC 2440）发出的炽热辐射的侵蚀和塑造。在图片右上方暗云尖端可见一颗嵌入的恒星，它正在发射等离子流，撞击周围的冷云。由此产生的冲击波产生了红光。这些颜色来自氢、氧和氮的存在。

哈勃太空望远镜捕捉到了一个外观奇特的星系正面的精美细节。NGC 5335 被归类为絮状螺旋星系，其盘面上布满了星云状的恒星形成带。图片来源：NASA、ESA、STScI

棒旋星系 NGC 5335：该星系被归类为絮状螺旋星系，其星系盘上布满了恒星形成斑驳的星流。它明显缺乏在包括我们银河系在内的星系中常见的清晰的旋臂。一个显著的棒状结构横穿星系中心。这条棒状结构将气体引导至星系中心，为恒星形成提供能量。这样的棒状结构在星系中是动态的，可能每隔20亿年就会出现一次。它们出现在大约30%的已观测星系中，包括我们的银河系。

即使已经 35 岁了，哈勃望远镜的研究和新发现却丝毫没有减缓——如果说有什么不同的话，那就是恰恰相反。欧洲的天文学家密集地使用着这架望远镜，由于他们提出了许多具有很高科学价值的建议，分配给欧洲主导项目的观测时间份额始终高于欧空局参与哈勃任务所保证的 15%。这直接导致了一些发现，包括在半人马座欧米茄中存在中等质量黑洞的证据，这是最早的超大质量黑洞的前兆，远离任何宿主星系的异常明亮光线的奇异爆炸，白矮星中的氢燃烧，以及在哈勃望远镜可以观测到的最早的时间里没有发现第三族恒星。2022 年发现Earendel是哈勃的一个特别亮点，也是哈勃惊人能力的展示。埃伦德尔是迄今为止观测到的最遥远的单颗恒星，它位于 129 亿年前，当时宇宙的年龄还不到 10 亿年。

得益于哈勃望远镜的长期运行，OPAL 项目庆祝了其对太阳系外行星研究的十周年。诸如木星的卫星木卫二和木卫三上存在水蒸气的证据、土星环的“辐条” 、木星大红斑的大小以及天王星和韦伯望远镜一起拍摄了双形座 F 星撞击前后的图像，后来制作了碎片影片并发现了喷出的巨石。一项公民科学项目还在哈勃存档的二十多年快照中发现了数千条小行星轨迹。

在太阳系之外，哈勃望远镜证明了其在快速发展的系外行星研究领域持续的重要性。它研究了系外行星大气中的天气模式，观察到类似地球的岩石系外行星周围正在形成新的大气，并发现了一颗大气中含有水蒸气的小型系外行星。2021年，哈勃完成了历时18年研究的超新星宿主星系合集，这些图像被用于测量哈勃常数，使其达到迄今为止的最高精度。今年，迄今为止最大的仙女座星系照片马赛克也问世了，这是哈勃望远镜十年来对我们近邻的观测成果的结晶。

哈勃太空望远镜探索宇宙已三十余年，其突破性的发现彻底改变了我们对太空的基本认识。哈勃望远镜是美国宇航局 (NASA) 和欧洲航天局 (ESA) 的联合项目，代表着国际科学合作的里程碑。位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心负责管理哈勃望远镜及其任务运行，丹佛的洛克希德·马丁航天公司也为其提供运行支持。

编译自/ScitechDaily