766net必赢亚洲手机版哈哈勃望远镜上天27年都干了些啥

6月24日是中华航天日。之所以采纳这一天为华夏的航天日,是因为1970年六月24日,中国成功发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”。

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图0:哈勃空间望远镜。由亚特兰蒂斯号航天飞机执行任务离开时拍摄。

而二十年后的1990年九月24日,一个后头开启了天文新时代的望远镜——哈勃空间望远镜乘坐探索号航天飞机升空;到前天刚刚27个年头。2019年为了给哈勃望远镜庆祝在太空的第27个生日,NASA依据规矩推出一张相片用作记忆。

二零一九年的庆生照是一张有五个漩涡星系——NGC4302和NGC4298——在平等张图上的相片,六个星系在外形上都与银河系类似,一个以侧面对着我们,另一个则以70度角面对我们。这让大家似乎可以在一张图中而且看到银河系的正视图和侧视图。

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图1:哈勃望远镜拍摄的NGC4302(左)和NGC4298(右)在光学和近红外波段的图像。

但我们兴许更想问:哈勃上天都27年了,都干了啥吧?

图2: 哈勃望远镜最具代表性的图像之一是鹰星云(M16)的这一有些。

一、宇宙在快马加鞭远离大家

俺们的宇宙空间在膨胀。大约在一个世纪以前,埃德温·哈勃测量了到我们宇宙的暴涨速率(H=v/d,其中v是星系退行的速率,d是星系到大家的偏离)。这个值大家称为哈勃常数,由它我们得以算出宇宙的岁数、尺寸,甚至宇宙的造化。不过在哈勃望远镜发射升空在此以前,哈勃常数的测量结果充分不确切,我们因此算出的自然界年龄只可以限量在100亿到200亿的限制内。

图3:天教育家用造父变星亮度周期的变动来测量其所在星系的相距。图中箭头所指的是哈勃望远镜观测到的仙女座星系中一个造父变星。

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图4:某些明星的风味最大亮度能够用来测量它们与地球的距离。提高对天体距离的测量精度可以让天哲学家更好的总结出宇宙的膨胀率。图中分别是哈勃望远镜在1995年和2002年在同一天区拍摄的图像,箭头所指的地点则是在此期间出现的一颗超风尚。

而前些天天思想家用哈勃望远镜的数量算出的哈勃周详,可以把宇宙年龄范围在138亿年左右,可以说精确度提升了很多。

而是除此之外,令天思想家感到吃惊的是,从哈勃望远镜的观测结果中窥见,宇宙不仅仅是在膨胀,而且是在快马加鞭膨胀——那多少个意识赢得了二〇一一年的诺Bell物教育学奖。

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图5:宇宙的加速膨胀。时间轴自下而上。

数学家们以为宇宙的这种增速膨胀可能是由弥漫在所有自然界中的所谓“暗能量”引起的。据现有的预计,暗能量大约占所有自然界能量的68%(另外28%是暗物质,唯有4%为我们能够看出的恒星、行星或气体这个物质),对宇宙起着负压的效率,推着宇宙加速地膨胀。但很不满,依靠现在的技巧还很难直接测量到暗物质的留存。

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图6:宇宙中暗能量、暗物质和明物质(大家明日所能看到的一体)的比例。

二、记录星系的成材过程

就像大家用相簿记录孩子的成材过程一样,天翻译家用哈勃给不同宇宙学时间上的星系举办“拍照”,记录下了宇宙空间中星系的成人历程。

咱俩怎么了然宇宙过去的规范吧?这第一得益于一条简单的数学关系:哈勃向深空中看得越深,在岁月上就越久远。距离越远(也就是时间上越早)的星系越小,且越不平整;反之,则巨型、规则的涡旋星系和椭圆星系就越多。这评释,星系之间随着时间地推移在相连地融为一体,逐步地变成了我们现在所观看的宏大星系。

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图7:哈勃望远镜超深空场。这是哈勃望远镜拍摄的最远的深空之一。拍摄那样照片累计曝光时间约一百万秒(11天)。

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图8:哈勃超深空场中有些星系,它们距离遥远,星体模糊,形状不规则,且相互影响。

星系的嬗变从未休止,天文学家通过哈勃望远镜对我们近邻的仙女座星系M31的展开观测,发现即使这些星系离银河系有250万光年远,可是在引力成效下它在时时刻刻地向银河系靠拢,揣测M31将在40亿年后与我们的银河系相撞。到那时候,它们五个将会融合成一个壮烈的椭圆星系。

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图9:M31。

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图10:本星系群。M31与银河系是本星系群中多少个较大的星系,它们不断的收到周围的矮星系壮大自己,同时双方也在持续地走近,臆想将于40亿年后猛击。

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图11:椭圆星系。椭圆星系一般质地更大,它是不少星系融合的结果。

三、看到太阳系外的社会风气

在1990年哈勃望远镜发射往日,天国学家一贯都没有察觉一颗太阳系外的行星;而目前地理学家一度认可了抢先3000颗系外行星。其中大部分都是由NASA的开普勒卫星以及一些地基望远镜发现的。但哈勃望远镜在行星搜寻中也有其特出的进献。

第一,天教育家用哈勃望远镜的考察数据能测出系外行星的雅量成分。观测发现,尽管大部分系外行星对生命来说都过度炎热而一筹莫展生存,然则在有些行星上存在构成生命的基本成分。

其余,哈勃望远镜也是率先个在光学上观测到系外行星的。这颗行星在25光年外,绕着北落师门(一颗恒星)旋转,离北落师门的相距大约是土星到阳光距离的十倍。

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图12:天文学家用哈勃摄影的第一张系外行星的光学照片,该行星被取名为北落师门b。

四、“照亮”暗物质

现今的物教育学家们普遍认为,暗物质是一种不可见的物质格局(简单的明白就是不发光),它整合了宇宙物质的绝大多数质量,也是由暗物质形成了宇宙空间现在的这种社团。暗物质的重力会驱使着普通物质(气体或灰尘)聚集并形成恒星和星系。即便天思想家无法看出暗物质,但她俩力所能及因而大质地星系群(含有暗物质)的引力效能(可以使它背后更遥远星系的光芒发生曲折,这种场馆叫做重力透镜)来探测其中的暗物质。

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图13:这一个图展现了重力透镜下一个长期星系的光路。

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图14:在SDSSj1004+4112星系群的图像上,引力透镜使一个背景星系爆发了多少个扭曲的像,此外一个背景类星体发生了三个像。

766net必赢亚洲手机版,经过哈勃望远镜锐利的视场,天哲学家通过引力透镜现象及逆向工程,绘制出了空中中暗物质的分布情状。结果发现,宇宙中暗物质大约是数见不鲜物质的五倍,且以网状结构分布;而大质地的可见结构(像星系群、星系团等)往往都分布在这么些网状结构交叉的地点。

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图15:这两张图彰显的是大质地星系群CI0024+17。可见光图像中,在藏青色星系中有黑色的弧,这多少个弧就是引力透镜下背景星系失真后的图像。褐色叠加的图像显示了贯彻这种引力失真,所急需的暗物质密度分布。

五、巨型黑洞无处不在

嘿勃望远镜发现,几乎每一个星系的主导都留存一个了不起的黑洞,这多少个黑洞有百万个到十亿个恒星质量那么大。另外还发现这多少个黑洞的尺码和其宿主星系的质量相关。哈勃星系普查标志,黑洞的质料取决于其宿主星系星系核中恒星的身分:星系越大,黑洞也越大。这种关联表达黑洞是伴随着星系一块儿成长的,黑洞会吞并星系的一有些质料。

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图16:依照哈勃的光谱图合成的图像。探究人口发现众多星系中心都留存一个重型黑洞。NGC3379和NGC3377分别包含着一个5000万个太阳质量和1亿个阳光质料的黑洞;NGC4486B在其中央包含五个黑洞。

六、探讨外地行星和它们的卫星

哈哈勃望远镜见证了日光系内的小天体对木星的影响。它于1994年观测到休梅克-莱维9号彗星的21个七零八落依次撞入木星——这是天文学家首次探望这样的事件——每五次撞击都在木星的外表留下一个黑漆漆的“伤疤”。近日的一回是在二〇〇九年,一颗小行星撞入木星,留下一个大西洋大小的粉红色痕迹。

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图17:休梅克-莱维9号彗星造成的震慑(从右下到左上)。

木星表面知名的“大红斑”(一个尺寸有地球那么大的大风浪)从19世纪初期人类考察到它以来已经连续存在了数百年。那几个伟大的狂飙在新近80年却在相连地缩小。天翻译家们前几日用哈勃望远镜定期地测量它的尺码,以调查它怎么会日益地消失。

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图18:木星的“大红斑”。它以300英里/刻钟的进度在木星表面运动。

极光是拥有磁场的行星大气上层发光的一种现象。带电的粒子在行星磁场效应下会偏向磁场的南北极,那个高速粒子轰击到大方上层的原子和成员,就会时有产生出色的极光现象。这种光景不仅在地球上有,土星和木星上也有。下面是哈勃望远镜第一次壁画到木星和土星南、北极的极光。

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图19:土星的极光。

在寻找地外生命讨论中,木星的卫星占据着很要紧的地方。哈勃在木卫三(太阳系内最大的卫星)地下发现了一个巨大的盐水海,据揣摸其含水量比地球表面全部的水还要多。其它哈勃还察看到木卫二表面大气的改观,天翻译家认为这可能是由地下海水喷发而导致的。寻找液态水,在探寻地外生命的探究中任重而道远。

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图20:哈勃在木卫二上混淆的地方发现氧和氢,这是组成水分子的两种因素。数学家以为这极有可能是水。

​(未完待续)

原文链接:https://www.nasa.gov/content/goddard/2017/highlights-of-hubble-s-exploration-of-the-universe

编译:Camelion

审校:山寺小沙弥

编辑:Alex Yuan

起源:中科院物理所(cas-iop)

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