谢谢哈勃望远镜:宇宙这么大,带我去看看

谢谢哈勃望远镜:宇宙这么大,带我去看看

哈勃空间望远镜是以著名天文学家、美国芝加哥大学天文学博士爱德温·哈勃为名,在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜,它于1990年4月24日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。

一、哈勃升空的成就意义

发现最古老星系

2013年10月,哈勃太空望远镜发现了可能是宇宙中测量距离上最遥远的星系,来自德克萨斯大学等研究人员通过MOSFIRE 摄谱仪精确测量了该星系的距离,其大约存在于宇宙大爆炸后的7亿年左右。

宇宙年龄

哈勃空间望远镜对造父变星的观测为哈勃常数的精确测量提供了保证。哈勃的精细导星传感

器对造父变星进行了直接的视差测量,大大削减了用造父变星周光关系推算距离的不确定性。在哈勃空间望远镜之前,观测得到的哈勃常数有1-2倍的差异,但是在有了新的造父变星观测之后宇宙距离尺度的不确定性猛然下降到了大约只有10%,从而对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。

恒星形成

哈勃空间望远镜还有助于研究诸如猎户星云之类的恒星形成区。通过哈勃空间望远镜对猎户星云的早期观测发现,其中聚集了许多被浓密气体和尘埃盘包裹的年轻恒星。尽管已经从理论上和甚大天线阵的观测中推测出来了这些盘的存在,但是直到哈勃所拍摄的高分辨率照片才第一次直接揭示出了这些盘的结构和物理性质。

恒星死亡

哈勃的观测还在超新星爆发和γ射线暴之间建立起了联系。通过哈勃对γ射线暴余辉的观测,研究人员把这些暴发锁定在了河外星系中的大质量恒星形成区。由此哈勃望远镜也令人信服地证明了这些剧烈的爆发和大质量恒星死亡的直接联系。

黑洞

哈勃空间望远镜最早的核心计划之一就是要建立起由黑洞驱动的类星体和星系之间的关系。之后,通过它们对周围恒星的引力作用,针对“哈勃”所获得的近距星系光谱的动力学模型证实了黑洞的存在。这些研究也导致了对十几个星系中央黑洞质量的可靠测量,揭示出了黑洞质量和星系核球质量之间极为紧密的联系。2011年11月8日,借助哈勃空间望远镜,天文学家们首次拍摄到围绕遥远黑洞存在的盘状构造。这个盘状结构由气体和尘埃构成,并且正处于不断下降进入黑洞中被消耗的过程中。当这些物质落入黑洞的一瞬间,它们将释放巨大的能量,形成一种宇宙射电信号源,称为“类星体”。

暗物质

2012年3月,美国宇航局“哈勃”太空望远镜在距离地球24亿光年的“阿贝尔520”星系团中再次发现了一个巨大的暗物质块。这一异常发现令天文学家百思不得其解,并怀疑暗物质块中可能藏有一个神秘的“暗物质核心”。

研究人员介绍说,在距离地球24亿光年的遥远星系团“阿贝尔520”中,星系发生碰撞后,从星系中分离出来的暗物质可能在星系周围聚集形成一个“暗物质核心”。由于暗物质被认为是将星系结合成一体的神秘“胶水”,因此这种现象本不应该存在。现象的问题是,如果暗物质被认为是将星系结合成一体的神秘“胶水”,那么星系碰撞后它们仍然可以将星系“粘合”在一起。

这一异常现象最早发现于2007年。由于这一现象过于异常,因此许多天文学家都将其作为一种假象而不予理会。然而,“哈勃”太空望远镜最新的观测结果证实,“阿贝尔520”星系团中的暗物质和星系是分开的。“哈勃”太空望远镜观测图像蓝绿色区域显示,一个巨大的暗物质块位于炽热的气体附近,但该区域几乎看不到星系。

异常现象的再一次发现,让天文学家们不得不对其重视起来并重新思考它的原理。暗物质最早发现于大约80年前,被认为是将星系结合成一体的“引力胶水”。事实上,天文学家对暗物质仍然知之甚少。“哈勃”太空望远镜研究项目首席科学家、加利福尼亚大学天文学家詹姆斯-吉表示,“这一结果令人困惑。暗物质的行为无法预测,很难说清它的原理。”

对于这一异常发现,研究团队提出了数种解释,但最终每一种解释都会让天文学家更为困惑。研究团队成员、美国加州旧金山州立大学科学家安迪谢-马哈达维曾经是2007年对“阿贝尔520”星系团首次观测项目的负责人,他表示,“这会让你越来越困惑,越陷越深。”

对于这种矛盾现象,一个可能的解释就是,“阿贝尔520”星系团是三个星系团之间复杂的交互体,而不仅仅是两个碰撞系统。另一种可能就是,“暗物质核心”中包含有许多星系,但是由于它们过于暗淡而无法观测到,甚至“哈勃”太空望远镜都无法看到。

有水行星

2013年12月3日,美国航天局宣布,天文学家利用哈勃太空望远镜在太阳系外发现5颗行星,它们的大气层中都有水存在的迹象。此前也曾观测到少数大气层中有水存在迹象的系外行星,但这是首次能确定性地测量多个系外行星的大气光谱信号特征与强度,并进行比较。

这5颗行星分别叫做WASP-17b 、HD209458b 、WASP-12b 、WASP-19b 与XO-1b ,它们的体积比地球大得多,属于“热木星”型行星,即大小与木星相当,但温度极高、运行轨道距其绕行恒星非常近的气态巨行星。

研究人员利用哈勃的广角照相机,观测这些行星大气层吸收光线的细节特征,结果发现,尽管5颗行星都有水存在的迹象,但信号均弱于预期,他们怀疑这是因为这些行星的大气中有一层霾或灰尘的存在,导致信号减弱。

宇宙学

由于宇宙学的研究对象主要来自天文观测,而这也是唯一能在宇宙演化和结构的基础上测量宇宙距离和年龄的办法。哈勃空间望远镜能够通过对造父变星距离的测量来测定哈勃常数,而这与宇宙在今天的膨胀速度有关。此外,通过对超新星的测定,可以帮助研究人员来限制超新星的亮度,从而进一步限制宇宙早期膨胀的属性,从而为暗能量模型提供一个强有力的限制。

哈勃深场

早在1996年,著名的哈勃空间望远镜就拍摄到标志性的哈勃深场图像,巨大数量的星系就隐藏在这片小天区中,美国宇航局计划进行一次全新的深场成像计划。哈勃望远镜在捕捉深场图像时将收集极遥远天体的微弱光线,慢慢“堆积”才能揭示宇宙大爆炸数亿年后的情景,否则由于光线太弱而看不到当时宇宙中存在的天体。在哈勃望远镜于2004年拍摄的“超深场”图像中,收集光线的时间更久,2012年拍摄的“极深场”图像则花了更长的时间才完成成像。

根据巴尔的摩空间望远镜研究所科学家丹安•科介绍:“与超深场图像类似,本次哈勃拍摄的六个超深场图像计划几乎可获得相同品质,在哈勃前沿领域的任务中,收集光线花了45个小时,

描绘出宇宙大爆炸后大约五亿年的情景。”这些图像深刻揭示了宇宙最深处的景象,捕捉到年代非常久远的星系和从未见过的遥远星系。负责本项研究的科学家认为有些星系是之前尚未被发现的,比如最远的星系MACS0647-JD ,就距离地球大约133亿光年处,原始深空场也显示了在仅仅2.5弧分跨度上就存在大约3000个并未被观测到宇宙星系。

作为天体观测的主力,美国宇航局希望哈勃望远镜能维持到2018年,其继任者詹姆斯•韦伯空间望远镜将在不久后发射。研究人员认为哈勃拍摄的新深场图像需要一定的运气,那片黑暗的天区包含了丰富的宝藏,这项新的观测活动将在2012年晚些时候开始。

二、哈勃望远镜对民众生活带来的改变:

1.哈勃空间望远镜的位置在地球的大气层之上,因此影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线,是天文史上最重要的仪器之一。

2.它成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天文物理有更多的认识。

3.此外,哈勃的超深空视场则是天文学家目前能获得的最深入、也是最敏锐的太空光学影像。使人类对生命起源及宇宙何去何从有更深刻的了解。

4.哈勃必将带来人类新一轮的科技革命。太空技术进入寻常百姓家。

5.国家太空竞争更加激烈,国与国之间探求太空资源宇宙资源。

以上内容及观点来自百度文库


相关文章

  • 宇宙是从大爆炸中诞生的吗(下)何香涛
  • 宇宙是从大爆炸中诞生的吗(下) 何香涛 内容简介: 大爆炸模型认为,最初的宇宙是超高温.高密度的"一点."大约180亿年前,这"一点"突然爆炸了,仅用10-36秒,伴随着真空相转移的过冷却现象,"一点"了瞬间几十个数量级的膨胀,成为一厘米规 ...

  • 宇宙中的幽灵--暗物质
  • DOI:10.13405/j.cnki.xdwz.2008.05.013 宇宙中的幽灵--暗物质 袁 强 爱因斯坦曾经有一句名言:"宇宙最不可理解的是它竟然是可以理解的!"自从爱因斯坦写下他的可以理解宇宙的方程以及做 出关于"宇宙是可以理解的"这个惊异的发现至 ...

  • 六年级科学下册问题解答
  • 六年级科学下册问题解答 200902 1.让身体热起来 一.问题解答 问题1:让身体热起来的方法有哪些? 答:补充内能,如吃巧克力:外部加热,如晒太阳.烤火等. 问题2:人体吸收的能量到哪里去了? 答:保持体温(热能).运动(机械能).生长(储存能)等. 问题3:北极熊为什么不怕冷? 答:(1)它皮 ...

  • 七年级语文上册 第五单元 第20课[宇宙里有什么]课后达标训练 苏教版
  • <宇宙里有什么> 一.双基积累 1. 下列加点的字注音正确的一项是( ) A .涯际(y á) 闪烁(sh òu ) 炫目(xu àn ) ... B .灼热(zhu ò) 广漠(m ò) 尘埃(āi ) ... C .摄氏(ni â) 熔解(r ón ɡ) 庞大(p án ɡ) ... ...

  • 星系红移的理论分析
  • 星系红移的理论分析 方杰 湖南师范大学物理系,长沙 (410081) E-mail: 摘 要:从理论上分析了宇宙学红移和引力红移的疑难,包括膨胀方式疑难以及质量分布疑难,研究发现,光子衰老假说与理论分析一致. 关键词: 哈勃定理,宇宙学红移,引力红移,疑难 中图分类号:0412.1 1 引言 众所周 ...

  • 宇宙中心在何方?
  • 还记得马克博士吗?2006年10月号的"探索区"中,我们就"时间旅行"这个问题请来马克博士,他简洁明了的讲解受到很多读者的喜爱.时隔两年,我们再次请来马克博士.这次的问题可不简单哦――宇宙的中心在哪里?一起听听马克博士的解释吧. Diane Fisher: M ...

  • 分辨率与视角径
  • 分辨率与视角径:天文观测数据的判别 欧阳厚成 摘要 本文在明白了光学仪器的定义之上,对世人已经知晓的天文数据进行分析,以分辨率与星球的视角径相互关系同这些已经知晓的天文数据相比较判别,可以认为,现有的大部分天文数据是需要重新给予计算和审核,不能再以讹传讹,误导世人 关键词 分辨率 视角径 光年 直径 ...

  • [宇宙大爆炸]观后感
  • 宇宙大爆炸 通过视频<宇宙大爆炸>,让我认识了宇宙的起源,对宇宙的演变认识更加的深入.我明白了人类对宇宙的认识是逐渐探索发现的过程,经过古今中外诸多的天文学家.天体物理学家长时期的观察.假设.探索.研究.计算.推理.发现经过这一系列繁琐.深奥的过程他们终于发现了现在的宇宙是在150亿年前 ...

  • 人类对宇宙起源的认识过程
  • 在远古,我们的祖先就对世界充满了好奇,他们那时也许就在思考:我们从哪里来,将到哪里去?我们的家园――地球是从何而来,它有着怎样的奥秘?至今这一问题仍是困扰科学家乃至哲学家的重要问题. 确实是这样.从有文字记载的时期起,人类就已经对这一问题表现出了浓厚的兴趣,而且,对这一问题的探求欲望变得越来越强烈了 ...

© 2024 范文中心 | 联系我们 webmaster# onjobs.com.cn