30 岁的哈勃空间望远镜

■木 子/整理

30 年前，一位来自地球的“不速之客”奔向宇宙，它独自遨游在黑暗的太空，以拍摄绚烂多彩的星云闻名，它的名字叫哈勃空间望远镜（以下简称哈勃）。

今年的4 月24 日是哈勃30 岁的生日，为了给它庆生，英国广播公司（BBC）特别拍摄了纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》，带领大家走进哈勃的世界。

虽然在很多人眼中，哈勃是人类历史上最成功的望远镜：它一天能绕地球15～16 圈，30 年间对宇宙进行了150 多万次的观测，许多科学家的发现成果都离不开它……但其实，它一度是世界科学界里“最大的笑话”。

◇ 哈勃的诞生 ◇

早在1968 年，美国国家航空航天局（NASA）就产生了在轨道上放置一架太空望远镜的想法，因为在太空中 开展观测任务能比在地面上获得更多的信息。然而，NASA 最初申请预算的过程并不顺利，因为要建造一架口径三米的太空望远镜，花费必然不菲。美国国会对此提出了诸多质疑，并打算取消建造空间望远镜的预算。

后来，在美国天文学家们的极力游说以及欧洲空间局（ESA）的帮助下，这一计划得以实施。为此，ESA 获得了不少于15%的观测时间。

为纪念在20 世纪初发现宇宙膨胀的天文学家爱德文·哈勃，该望远镜被命名为哈勃空间望远镜。

哈勃空间望远镜

在集结了无数世界顶尖科学家的心血、耗时20 多年后，1990 年4 月24 日，哈勃在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。

然而，升空后不久，一个棘手的问题摆在了大家面前：哈勃传回来的第一张照片由于对焦不准，非常模糊。当时美国的各大媒体都报道了这一新闻，NASA 颜面尽失，举国一片嘲讽。

◇ 五次维修 ◇

科学家们讨论、研究后决定，派遣宇航员去太空为哈勃装一个光学矫正系统。1993 年12 月2 日，7 名宇航员搭乘“奋进”号航天飞机来到太空，为哈勃“动手术”。经过这次维修之后，哈勃拍出的图片的分辨率比设计之初预想的还要好。

在接下来的时间里，哈勃取得了一系列的重大天文成果，比如，拍下了有史以来“最疯狂的彗星”——舒梅克-列维彗星撞击木星的画面，以及初生的星系和恒星诞生的过程等。

1997 年，在进行了第二次升级维修后，哈勃又解决了当时天文界最大的课题——黑洞。通过观测和扫描，科学家在一个代号为M84的星系中测量到了一个黑洞的质量，足足有太阳的3 亿倍。

两年之后，哈勃上的六台陀螺仪有四台都出现了故障，望远镜自动进入休眠状态。于是，1999 年12 月，宇航员们再次搭乘航天飞机进入太空进行第三次维修工作，还为其更换了一台计算机，提高了它的运行速度。

2003 年第四次维修后，NASA 传来噩耗——“哥伦比亚”号航天飞机在返回地球时解体，机上7名宇航员全部丧生。

考虑到航天飞机的安全性，NASA宣布暂时放弃对哈勃的第五次维修计划。

然而，宇航员以及科研人员都希望可以再次维修哈勃，让其继续发挥余热。最终，NASA 在2009 年对哈勃进行了最后一次维修。

◇ 哈勃的发现 ◇

哈勃是人类天文观测史上的一道分水岭，自从它升空后，人类见识到了数千年来都不曾见过的宇宙。

在1997年的第二次维修任务中，一位宇航员正在移除哈勃空间望远镜上的高分辨率光谱仪

迄今为止，哈勃研究的宇宙物体已超过40 000 个，那些无法通过肉眼捕获的珍贵场景进一步让我们明白，地球不是太阳系的中心，更不是宇宙的中心。不同于一般的地面望远镜，被置于地球大气之上的哈勃能捕获到更清晰的太空图像，如极具代表性的M16 鹰状星云图像。

在哈勃的观测下，宇宙的年龄从10多亿年扩展到200 多亿年的范围，并精确到138 亿年左右。在时间的递进过程中，造父变星（变星的一种，它的光变周期——即亮度变化一周的时间——与它的光度成正比，因此可用于测量星际和星系际的距离）会有规律地发生明暗变化，科学家们可以根据哈勃观测到的数据确定恒星的距离。

哈勃还证实了宇宙中有超大质量黑洞的存在，它们普遍存在于大多数星系之中。通常情况下，超大质量黑洞的质量可达到太阳质量的100 万至100 亿倍。

此外，宇宙中的星系会随着时间递进而发生变化，那些处于不同阶段的星系之间存在的相互作用则进一步促进了星系的增长和其他变化，这些也是哈勃的重要发现。

当然，在哈勃运行的30 年中，还有很多可圈可点的探索发现，如清晰地展示了银河系中类星体周围的环境、对星系团周围暗物质的描绘提供了帮助、发现宇宙膨胀加速可能与暗能量有关、捕获了超新星爆发的过程快照、见证了诸多太阳系事件的发生等。

科学家说，将哈勃送上太空是人类探索宇宙过程中做的最浪漫的一件事。哈勃就像一部时光机，把千亿光年外的宇宙呈现在我们的面前。

虽然目前人类了解到的天文知识只是宇宙的冰山一角，但我们仍然感激哈勃以及所有为此奋斗的科学家们为人类所做的贡献。

“创生之柱”是哈勃拍摄过的照片中最著名的一张，展示的是老鹰星云内圆柱形的星际气体和尘埃，其中包含着新生的恒星（图片源自NASA）

2017 年， 天 文 学 家们用哈勃拍摄了NGC 4302（ 左）、NGC 4298（ 右）这两个漩涡星系（图片源自NASA）