哈勃發明者人員科研介紹,極力瞭望回顧哈勃發展

1608年荷蘭米德爾堡眼鏡師漢斯·李波爾(Hans Lippershey)造出了世界上第一架望遠鏡。一次,兩個小孩在李波爾的商店門前玩弄幾片透鏡,他們通過前後兩塊透鏡看遠處教堂上的風標,兩人興高采烈。李波爾賽拿起兩片透鏡一看,遠處的風標放大了許多。李波爾賽跑回商店,把兩塊透鏡裝在一個筒子里,經過多次試驗,漢斯·李波爾發明瞭望遠鏡。1608年他為自己製作的望遠鏡申請專利,並遵從當局的要求,造了一個雙筒望遠鏡。據說小鎮好幾十個望遠鏡眼鏡匠都聲稱發明瞭望遠鏡,不過一般都認為漢斯·李波爾是望遠鏡的發明者。

望遠鏡發明的消息很快在歐洲各國流傳開了,義大利科學家伽利略得知這個消息之後,就自製了一個。第一架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個月之後,他製作的第二架望遠鏡可以放大8倍,第三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠鏡。伽里略用自製的望遠鏡觀察夜空,第一次發現了月球表面高低不平,覆蓋著山脈並有火山口的裂痕。此後又發現了木星的4個衛星、太陽的黑子運動,並作出了太陽在轉動的結論。

幾乎同時,德國的天文學家開普勒也開始研究望遠鏡,他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡,這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成,與伽利略的望遠鏡不同,比伽利略望遠鏡視野寬闊。但開普勒沒有製造他所介紹的望遠鏡。沙伊納於1613年—1617年間首次製作出了這種望遠鏡,他還遵照開普勒的建議製造了有第三個凸透鏡的望遠鏡,把二個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8台望遠鏡,一台一台地觀察太陽,無論哪一台都能看到相同形狀的太陽黑子。因此,他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺,證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時沙伊納裝上特殊遮光玻璃,伽利略則沒有加此保護裝置,結果傷了眼睛,最後幾乎失明。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠鏡的色差在1665年做了一台筒長近6米的望遠鏡,來探查土星的光環,後來又做了一台將近41米長的望遠鏡。

1793年英國赫瑟爾(William Herschel),製做了反射式望遠鏡,反射鏡直徑為130厘米,用銅錫合金製成,重達1噸。

1845年英國的帕森(William Parsons)製造的反射望遠鏡,反射鏡直徑為1.82米。

1917年,胡克望遠鏡(Hooker Telescope)在美國加利福尼亞的威爾遜山天文台建成。它的主反射鏡口徑為100英寸。正是使用這座望遠鏡,哈勃(Edwin Hubble)發現了宇宙正在膨脹的驚人事實。

1930年,德國人施密特(BernhardSchmidt)將折射望遠鏡和反射望遠鏡的優點(折射望遠鏡像差小但有色差而且尺寸越大越昂貴,反射望遠鏡沒有色差、造價低廉且反射鏡可以造得很大,但存在像差)結合起來,製成了第一台折反射望遠鏡。

戰後,反射式望遠鏡在天文觀測中發展很快,1950年在帕洛瑪山上安裝了一台直徑5.08米的海爾(Hale)反射式望遠鏡。

1969年,在前蘇聯高加索北部的帕斯土霍夫山上安裝了直徑6米的反射鏡。

1990年,NASA將哈勃太空望遠鏡送入軌道,然而,由於鏡面故障,直到1993年宇航員完成太空修復並更換了透鏡後,哈勃望遠鏡才開始全面發揮作用。由於可以不受地球大氣的干擾,哈勃望遠鏡的圖像清晰度是地球上同類望遠鏡拍下圖像的10倍。

1993年,美國在夏威夷莫納克亞山上建成了口徑10米的「凱克望遠鏡」,其鏡面由36塊1.8米的反射鏡拼合而成。2001年,設在智利的歐洲南方天文台研製完成了「甚大望遠鏡」(VLT),它由4架口徑8米的望遠鏡組成,其聚光能力與一架16米的反射望遠鏡相當。

2014年6月18日,智利將夷平賽羅亞馬遜(Cerro Amazones)山的山頂,用以安置世界上功率最大的望遠鏡「歐洲特大天文望遠鏡」(英文縮寫E-ELT)。賽羅亞馬遜山位於阿塔卡馬(Atacama)沙漠,海拔3000米。E-ELT又稱「世界最大的天空之眼」,寬近40米,重約2500噸,其亮度比現存望遠鏡高15倍,清晰度是哈勃望遠鏡的16倍。該望遠鏡造價8.79億英鎊(約合人民幣93億元),有望於2022年正式投入使用。

一批正在籌建中的望遠鏡又開始對莫納克亞山上的白色巨人兄弟發起了衝擊。這些新的競爭參與者包括30米口徑的「30米大望遠鏡」(Thirty Meter Telescope,簡稱TMT),20米口徑的大麥哲倫望遠鏡(Giant Magellan Telescope,簡稱GMT)和100米口徑的絕大望遠鏡(Overwhelming Large Telescope,簡稱OWL)。它們的倡議者指出,這些新的望遠鏡不僅可以提供像質遠勝於哈勃望遠鏡照片的太空圖片,而且能收集到更多的光,對100億年前星系形成時初態恆星和宇宙氣體的情況有更多的了解,並看清楚遙遠恆星周圍的行星。

美國宇航局(NASA)的哈勃太空望遠鏡探測到了最遙遠的1a型超新星,它是用來測量宇宙膨脹速率的最遙遠的恆星爆發。這顆超新星爆發於90億年前,它的爆發信號最初是在一項雄心勃勃的巡天規劃中找到的:天文學家妄圖給出暗能量(導致宇宙加速膨脹的神秘氣力)更好的約束條件。這顆超新星已經起了昵稱「第1號超新星」,它屬於1a超新星,是研究宇宙膨脹速率的遙遠「燈塔」,true religion on sale。

哈勃拍攝的第1號超新星

Ia超新星爆炸示意圖

NASA的哈勃太空千里鏡歸溯深遙的宇宙,發現了90億多年前(紅移1.55)爆發的一顆恆星的微弱毫光。

它可不僅是一顆垂死的恆星;它屬於1a型超新星,是鑽研宇宙膨脹速率的遙遠而明亮的「燈塔」。1a超新星很可能是白矮星吸積了伴星過多的物資而爆發的,白矮星是普通恆星燃燒後的殘骸。

這顆昵稱為「第1號超新星」的爆發恆星,將幫助天文學家更好地給出暗能量(導致宇宙加速膨脹的神秘力氣)的束縛前提。

第1#超新星是離我們最遙遠的超新星,它的距離已通過光譜觀測肯定了。光譜剖析是測定遙遠超新星距離的「黃金尺度」。 光譜分析把超新星的光分解為單獨的譜線(色彩),通過研究這些譜線,天文學家能夠測算它的距離:因為宇宙膨脹,光譜紅移了多少,或者向紅外方向移動了多少,與它離我們的距離成正相干。

這次的超新星發現是歷時三年的遙遠1a超新星哈勃巡天項目標一部門,打開了搜尋此類超新星的新範疇,True Religion Jeans。這些遙遠的超新星作為可靠的距離標尺,將輔助天文學家了解在137億年宇宙歷史的前1/3紀元爆發的超新星之光,是如何越過茫茫宇宙時空達到我們這裡的。

上述兩個大型哈勃巡天項目是:河外星系近紅外深空巡天遺產集(CANDELS)、哈勃星系團引力透鏡和超新星巡天(CLASH),項目使用哈勃高精度、多功效的第三代廣域巡天相機(WFC3),在目的區域入行超新星搜尋。

項目首席研究員、馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科研所(STScI)兼約翰霍普金斯大學的亞當里斯(Adam Riess)說明說:「在超新星搜尋研究運動中,我們已經回溯到可見光波段的最遠處。但在紅外波段,這才剛開端呢。本發現證明,我們能夠使用第三代廣域巡天相機(WFC3)在遙遠宇宙搜索超新星。」

這個新發現在今天召開的全美天文學大會上頒布,大會在德克薩斯州奧斯汀市舉辦。另外研討呈文已經被《天體物理學》期刊接收。

在超新星團隊的搜索技術包含在數月間拍攝多幅近紅外圖像,從中發現超新星的微弱光芒。2010.10,團隊標出了超新星爆發,接著他們使用WFC3的光譜儀測定它的距離、解析其亮度,發現了1a型超新星的特有譜線。接下來的8個月中,團隊周期性地拍攝第1#超新星的圖像,測量它慢慢變暗的光度。

通過巡天普查,天文學家盼望確定早期宇宙中1a型超新星爆發的頻率,並洞悉它們的爆發機制。

講演首席作者、約翰霍普金斯大學的史蒂夫羅德尼(Steve Rodney)說:「如果我們閱讀早期宇宙並測量超新星的數量,就會發明須要很長是假能力望到一顆1a型超新星。就像用寒油加暖煎鍋中的玉米粒需要時光,早期宇宙中的恆星沒有足夠的是假演變到超新星爆發。另外,假如超新星演化非常敏捷,就像用微波爐加熱玉米那樣立等可取,replica true religion jeans,那麼我們將瞅到大批的超新星,既使宇宙還非常年青。但是每顆超新星都是奇特的。超新星可能有多重形成方法。」

哈勃已經為發現遙遠超新星使絕渾身解數,對這個新領域的詳盡研究只能等候未來的詹姆斯韋伯空間望遠鏡(JWST)了。JWST將在這個十年內發射,並能探測比哈勃遠得多的超新星。

JWST還將在紅外領域比哈勃看得更遠。它將能回溯110億年以上的宇宙,回到僅僅只有20億歲的早期時空。


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