太空之眼
哈勃望远镜25年太空探索全纪录
为了庆祝哈勃太空望远镜25年(1990-2015)来的成就,美国国家地理、美国国家航空航天博物馆出版了这本书,全面展示了哈勃望远镜对人类认识宇宙的贡献。
书中精心挑选了25个美丽瞬间、150多幅照片来庆祝哈勃望远镜升空25周年,装帧设计上忠于原版图片,采用大开本、全彩色、高清跨页来展现,堪称是一部哈勃升空25年来的重大事迹全纪录 天文知识科普的珍藏级画传。
星系玫瑰
这两个星系的外形好似一朵美丽的玫瑰,被称为阿普273。它们位于仙女座,距地球大约3亿光年,当彼此穿越时,就形成了这一独特的现象。
几十年里,哈勃望远镜完成了19世纪的天文学家预言需要几个世纪才能完成的观测。它以超乎人类想象的距离、尺寸、年龄和时空尺度,帮助我们更好地认识了人类置身其中的宇宙的本质。
但是,作为历史上最著名的望远镜、大众明星、改变天文学界的工具、天文学家和公众之间最具有影响力的媒介、成千上万篇科学论文数据的提供者、众多令人震惊的科学现象的发现者,哈勃望远镜和那些“让人类迈出一大步”的创造一样,命运也称得上坎坷。
创生之柱
哈勃最经典的作品之一,摄于1995年。出现在电影、电视剧、T恤、邮票上。图像揭示了被老鹰星云(M16)的繁星照亮的三个冰冷气体柱。
所以,在有机会细读这本书之前,和小科君先来分享一段哈勃升空之初的坎坷经历——“哈勃麻烦”吧。
1990年4月24日,哈勃望远镜发射时,观看的人群中有一位顶级的天文学家莱曼·斯皮策,此时他已75岁。哈勃的诞生,离不开他的功劳。早在1946年,他在论文中就解释了发射望远镜到大气层之外将会带来令人兴奋的科学成果。但受限于技术和经费,很长时间里,他的这个想法都得不到支持。直到1957年,苏联发射第一颗人造卫星上天,美苏随后展开“太空竞赛”,NASA着力于航天飞机的研究,空间望远镜的计划不仅有了技术可能,也因政治因素的介入而显得雄心勃勃。
1970年代,在NASA的支持下,几百位天文学家和工程师开始投入到这个项目中来。但1974年,该计划遭到了对其缺乏信心的美国国会的反对。面临这一威胁,天文学家们发起了一系列大规模的政治宣传活动,斯皮策便是其中的领导之一。胜利属于科学家。1977年,他们终于迫使美国国会授权批准,于次年开始正式建造。
万马奔腾
礁湖星云充满了一系列奔腾的巨型风暴。
照片于2015年公布。NASA写道:这一区域充满了炽热恒星带来的强风、翻滚的气体及正在成型的能量满满的恒星。
作为这架望远镜“心脏”的主镜面直径为2.4米,用来收集来自天体的光线,主力设备是用来拍照的广角和行星相机。它一开始只被叫做“大型空间望远镜”,直到1982年,才被定名为“哈勃”,纪念20世纪初的杰出天文学家埃德温·哈勃。埃德温·哈勃曾借助加州威尔逊山天文台的100英寸望远镜,确定了银河系之外还有别的星系存在,发现了宇宙正在膨胀,并提出了“哈勃定律”和“哈勃常数”。
诞生之初,哈勃望远镜就遭到了挫折。按照设计,它只能用航天飞机发射到地球轨道上,但1986年1月28日,发生了人类航天史上的重大灾难:“挑战者号”航天飞机从肯尼迪航天中心升空73秒后爆炸,机上所有七名宇航员遇难。举国哀悼之际,NASA下令航天飞机不许起飞,原计划将于当年晚些时候发射的哈勃的升空时间自然也就推迟了。这一推迟就是四年。
暗物质星系
摄于2016年4月,展示的是距地球1.1亿光年的UGC 447星系,它位于双鱼座。研究者们相信,该星系主要由暗物质构成,使其成为搜寻和研究暗物质的首选星系。
经历一番波折,哈勃的成功发射入轨本令人兴奋,但仅仅在两个月后的6月27日,NASA就召开了一场充斥着失望和沮丧的发布会。官方消息说,哈勃望远镜“完全不能按预期聚焦图像,存在球面相差问题”——也就是说,从目标恒星来的所有光线不能被汇聚在同一个焦点上,以致成像模糊。这个消息公之于众后,很快在媒体上狂轰滥炸,指责之声不绝于耳,花费大量经费的哈勃望远镜成为了人们口中的“失败之作”、“国家丑闻”和“宇宙笑料”,被称为“哈勃麻烦”。
NASA顶着来自国会和公众的压力,决定修正错误。在仔细权衡了取回地球维修再重新发射,以及在太空中直接维修这两种方式的利弊后,他们选择了后者,这样一来能节省经费,二来也证明了人类能完成在轨维修的复杂任务。但又足足隔了三年,哈勃望远镜才终于在1993年末迎来了大修。从12月4日到9日,“奋进号”航天飞机搭载四名宇航员升空,他们密集地进行了五次太空行走,小心翼翼地替换了哈勃的多个部件,不负众望地完成了这次前所未有的修理任务。
恒星工厂
哈勃24岁生日,科学家发布的这张猴头星云的图片,它距地球6400光年,以“造星工厂”而闻名。NASA称,猴头星云的主要成分为氢气,它被炽热恒星喷射的紫外线所隔离。
1993年12月18日凌晨,地球上的天文学家们焦急而紧张地等待着来自维修后哈勃的第一张图片:一颗标记为AGK 81°266的亮星。终于,一个干净、紧凑、聚焦准确的恒星图像出现在了监视屏上,再也没有之前那些诡异的光晕和卷须。房间里爆发出喝彩和欢呼:哈勃修好了。得知消息后,曾经给予严厉批评的媒体又开始了新一轮的“狂轰滥炸”,当然,这次的主题是庆祝。参议员芭芭拉·米库尔斯基在发布会上高高举起两张分别拍摄于修复前和修复后的照片,正式宣告:“‘哈勃麻烦’已经结束啦!”
《太空之眼——
哈勃望远镜25年太空探索全纪录》
作者
大卫·德沃金
美国航空航天博物馆天文学和空间科学史高级馆员
主要研究现代天体物理学的起源和发展
罗伯特·史密斯
加拿大艾伯塔大学的科技史教授
目前为詹姆斯·韦伯太空望远镜项目工作
译者
孙正凡
中国天体物理学博士,科普作家、科学松鼠会会员
编辑:金子
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