NASA/ESA:通过哈勃望远镜拍摄捕捉到的三光年的高柱状气体和尘埃顶端的混沌活动,该柱状气体正在被附近的明亮恒星所吞噬。这个混沌柱状气体位于船底座中7500光年远的恒星摇篮船底星云中。为了庆祝哈勃望远镜升空20载,NASA公开了这张照片
正当科学家们希望下一代更大、更强有力的空间望远镜接替哈勃之时,哈勃空间望远镜迎来了它的标志性的20岁生日。1990年4月24日,哈勃空间望远镜发射后不久,科学家们就发现其主镜上存在一处瑕疵。20年来,哈勃望远镜经历了5次维修而得以幸存,并充当起人类观测宇宙的眼睛――人们凭借它了解到更多宇宙的奥秘。
美国天文学会的天文学家兼发言人里克·费恩伯格(Rick Fienberg)说:“哈勃望远镜在服役期间向地球传回迄今所拍摄到的最为壮观的遥远星系的画面以及恒星的诞生和陨灭等图像,可以说,哈勃望远镜已经成为科学界的图腾。”
然而,更大更好的望远镜将会接替哈勃。美国航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦伯空间望远镜计划在几年后发射升空。与此同时,一个新的空间观测站也正在考虑之中,尽管该提议到目前为止还没有得到官方的认可。总之,类似巨型空间望远镜的观测波段将从红外到X射线,可以让科学家们窥探早期宇宙。
宇航员在太空中维修“哈勃”
功绩显赫的“哈勃”
哈勃的继任者
“每一代发射升空的望远镜远远超过上一代望远镜,一方面口径变得更大,另一方面探测器的灵敏度变得更高,”费恩伯格说,“因此,新一代空间望远镜的研发者们要肩负两大重任。”NASA翘首以待的詹姆斯·韦伯空间望远镜是哈勃望远镜的下一代继任者,预计于2014年发射升空。
建造中的詹姆斯·韦伯空间望远镜
哈勃望远镜主镜口径为2.4米,而詹姆斯·韦伯为6.5米,后者的聚光能力是哈勃的近7倍;詹姆斯·韦伯望远镜长22米,而哈勃望远镜长13.4米。如果将哈勃望远镜看成是一辆校车那般大的话,那么詹姆斯·韦伯望远镜就是一个网球场那般大。
哈勃望远镜的观测波段主要在可见光和紫外波段,詹姆斯·韦伯望远镜则主要集中在红外波段,这意味着后者可以观测到第一代恒星。因为一些早期的恒星随着宇宙的膨胀正以极高的速度远离我们,故会拉伸到达我们的光线,使得其波长到达光谱的红端。
甚至有比哈勃和韦伯望远镜更大的继任者。正在酝酿筹划中的先进技术大孔径空间望远镜(ATLAST),将有一个口径至少8米宽的主镜,而且可能长达16米。NASA的这一望远镜理念,有可能成为2025——2035年之间某个时段的一面旗帜。
超越两端谱线
其他的一些空间望远镜将作为哈勃望远镜的补充,如钱德拉X射线天文台、斯皮策空间望远镜和赫歇尔空间天文台。这些空间望远镜可以观测到谱线的末端。由于地球大气的存在,这些谱线末端几乎不能被地面望远镜观测到。
斯皮策和赫歇尔望远镜的强有力继任者可能在2015年发射。单孔径远红外天文台(SAFIR)将使用一个口径约为5——10米的主镜,而斯皮策的主镜口径不到0.85米,这使得SAFIR探测远红外线和微波信号的灵敏度比斯皮策和赫歇尔高1000倍。
另一个项目是国际X射线天文台(IXO),由NASA、欧洲空间局(ESA)以及日本宇宙航空研究开发机构共同研发的。它配置了多个X射线望远镜,使得其接受面积将比任何现有的X射线天文台大20倍,暂定于2021年左右发射。与观测红外或紫外波段的望远镜不同,为了防止镜面吸收X射线,IXO将利用主镜和副镜以小角度掠射X射线。
不断推陈出新
另一个酝酿中的项目――X代计划――在规模上甚至要超过IXO,其接受面积将是钱德拉X射线天文台的500倍,由此可以探知第一代恒星、星系以及黑洞的诞生和演化。更多望远镜项目,如NASA提出的类地行星发现者(TPF)计划,将是一个连接两个或更多空间望远镜的阵列。这种望远镜阵列可以模仿或取代更大口径或更灵敏的望远镜。
由于每一代耗资10亿或更多美元的划时代计划需要研发10年或20年之久,天文学家们自然而然地寻求更大、更好的下一代空间望远镜。尽管维修任务延长了哈勃望远镜的预期寿命,但是其大多数装置只能维持5——10年的时间。
用于建造詹姆斯·韦伯空间望远镜花费了NASA、欧洲和加拿大约50亿美元。如此庞大的投入意味着,许多构想中的望远镜概念其命运将取决于今年晚些时候美国国家研究委员会公布的天文学十年发展调研报告。“除了詹姆斯·韦伯,其他的望远镜项目都是乌托邦式的梦想,”费恩伯格说,“詹姆斯·韦伯将是很长一段时间内在轨道上运转的最大天文望远镜。”
资料来源The Christian Science Monitor
责任编辑 则 鸣