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Apr. 21 2015

哈伯的代表作

  • 哈伯的代表作

    哈伯的代表作

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四分之一個世紀以來,這個太空望遠鏡拍下的天文景觀總讓我們為之讚嘆。現在,領導哈伯成像團隊的科學家選出了它的十大作品。

撰文:提摩西‧費里斯 Timothy Ferris

一開始,它的表現並不出色。

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1990年4月24日,在一片期待與喧騰中,哈伯太空望遠鏡乘著發現號太空梭升空並進入軌道,緊接著,問題就來了。它沒有持續對準天體目標,反而不斷抖動、搖晃,每當太陽光射在它的太陽能板上,它就像個畏光的吸血鬼般顫抖。哈伯打開防護前門讓星光照射進來時,焦慮到所有的電子儀器都失靈了。最糟的是,哈伯居然是個大近視。它直徑約2.4公尺的主聚光鏡據說是人類製造過最光滑的大型物件,但是它的形狀卻是錯的。

其實哈伯太空望遠鏡的設計原本就是妥協的結果。天文學家本來想要的是一個更大的太空望遠鏡,能在更高的軌道上運行。但得到的卻是一個較小的太空望遠鏡,運行高度只有560公里,這樣它才裝得進太空梭的貨艙裡,也才能讓太空人就近在太空中維修。

結果,最後是太空梭拯救了哈伯任務。如果當初哈伯被發射到太空梭無法抵達的高度,它很可能會成為歷史上一個10億美元的錯誤。幸好當初製造時,它的主要組件(從照相機、電腦、陀螺儀到無線電發射器)就設計成可以讓太空人進行更換或修復。有一名太空人很重視這項要求,特地在美國國家航空太空博物館的閉館時間造訪,用梯子爬到哈伯望遠鏡的複製品上,練習把儀器取出再重新安裝,以確保一切配件尺寸正確。所有配件都沒問題,而五次近乎完美的太空梭維修任務更至關重要,讓哈伯太空望遠鏡從重達12噸的失敗品,變身為世界上最多產,也最受歡迎的科學機器之一。

哈伯望遠鏡真正拓展了人類的知識疆界。透過它,天文學家以前所未有的清晰度望見太空深處,回溯宇宙過往,因此了解星系是在宇宙初期由較小的物質團塊所形成(與這個課題奮戰了數十年的研究人員稱之為「由小而大」的形成過程),而大質量星系的中心通常存在超大質量黑洞。哈伯對亮度微弱的矮星的觀測,證實了一般物質根本無法產生足夠的重力讓星系聚集在一起;這表示,維持星系的「暗物質」勢必是由更神祕的物質組成。哈伯測量到的星系速度也為「暗能量」的存在提供了最初的線索,這股神祕的力量正在加快宇宙的擴張速度。

最近,哈伯研究人員捕捉到某個新生星系在130億年前剛形成時的樣貌;測量了距離地球260光年外的恆星,繞其運行的熱行星溫度;在外太陽系找到三個冰質物體,可能為美國航太總署(NASA)的「新視野號」探測器在7月飛越冥王星後,提供更遙遠的目的地。

不過,這個太空望遠鏡在全世界獲得喜愛,絕不只是因為它的科學成就,也因為它帶來了許多令人難忘的影像,如璀璨的星系、閃耀柔和光芒的星雲、恆星滅亡後的殘骸。在哈伯太空望遠鏡剛建造和發射時,NASA人往往不屑地認為這些照片只是公關素材,稱這些照片為「美照」。然而四分之一個世紀後,太空望遠鏡科學研究所的佐爾坦.拉維和同事所彙集的宇宙影像,正如NASA史學家史蒂芬.迪克所言,「讓我們稱之為『文化』的概念獲得了昇華。」在人類眼裡,宇宙的影像就和地球上日落與山峰的照片一樣美麗,可以喚起情感――這再次證明了自然世界實為一體,而我們都是其中的一份子。

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