天文在线：宇宙科学机器的发展之路，哈勃空间望远镜三十年( 四 )
当从空间望远镜窥探宇宙时 ， 通常会发现一个或两个邻居 。 事实上 ， 哈伯发现星系之间的碰撞不仅仅局限于已知的规则 。 这些超乎寻常的现象通常发生在碰撞早期 。 比如说 ， 涡状星系[3]和它的邻居NGC5195 ， 只在最初的相互碰撞时留下微弱的痕迹 。 其他的星系 ， 例如双鼠星系 ， 在长时间重力作用下发生变形并且产生长潮汐尾巴 。 还有诸如触须星系[4] ， 正经历较大的影响 。 此时 ， 星系正逐渐失去自己的特征 ， 诸如星云撞入其他星系并引起新星诞生的大漩涡 。 在讲到星系碰撞 ， 哈伯证实银河系并不能例外 。 对我们最大的邻居——仙女星系[5]进行仔细观测后发现 ， 它正和太阳系进行碰撞 ， 而非简单的经过 。 几百万年后 ， 双鼠星系或触须星系的现在 ， 就是这两个庞然大物的将来 。
频繁的星系碰撞并不稀奇 。 毕竟哈伯望远镜的观测显示茫茫宇宙中有至少十亿个星系 。 这个数字来自几个“深空区”的望远镜——将镜头对准一小片空旷的天空 ， 并连续观测一段时间 。 每个深空区望远镜观测到成千上万个星系 ， 从这些数据天文学家们可以估测到宇宙中星系的总数 。
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哈伯望远镜和它的大天文台小伙伴——斯皮策空间望远镜 ， 帮助明确了土星质量系外行星的方位 。 通过天文望远镜观测则明确了水蒸气和几种重要物质的存在 。
哈勃带你看见“黑暗”的轮廓
哈勃望远镜敏锐的探测器仅能感应到天体发出的光线 ， 但精明的科学家通过哈勃的探测结果 ， 能够锁定主宰宇宙的暗物质的坐标 。 暗物质分外神秘 ， 它们虽不发光 ， 但其重力犹如凝胶 ， 凝聚起单个星系和星系团 。 暗物质占宇宙总质量的27% ， 这一占比是构成恒星、行星和人类的普通物质总和的五倍以上 。
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尽管肉眼无法观测到宇宙中的暗物质 ， 但哈勃望远镜能够绘制出其分布图 。 当天文学家凝视着庞大的星系团时 ， 常常能捕捉到一缕缕弧形光线 ， 有时还能观测到背景星系的多重像 ， 这种多重像产生于前景星系的引力透镜效应 ， 这些透镜放大和扭曲了较远天体发出的光线 。 天文学家细致分析哈勃观测到的影像 ， 并推算出要产生这样的光线畸变 ， 暗物质应处于什么位置 。
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哈勃在轨运行的三十年间 ， 一直在观测1987A超新星爆炸产生的余波 。 这颗前身星的残骸释放于2011年 ， 其中心呈现出不规则的团状 ， 而环绕其外的耀眼光环则是由这颗恒星在20,000年以前释放出来的物质组成 ， 超新星的冲击波照亮了这些物质 。
尽管天文学家已经预料到哈勃的很多显著发现 ， 但哈勃最伟大的发现却出人意料 。 目前有两支研究团队在观测远距离Ia型超新星 ， 分别由加州大学伯克利分校的萨尔·波尔马特（SaulPerlmutter）和澳大利亚国立大学的布莱恩·施密特（BrianSchmidt）牵头 。 这些爆炸发生于双星系统内 ， 其间白矮星吸取巨大的红矮星的能量 。 当白矮星的质量达到1.44个太阳质量时 ， 便会发生爆炸 。
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因为la型超新星也几乎起源于同一种前身星 ， 所以它们的峰值光度互相匹配 。 因此 ， 一旦天文学家分辨出这些超新星的亮度 ， 他们立刻就可以计算出与之的距离 。 研究团队发现 ， 最遥远的超新星爆炸强度弱于其距离理论上应对应的强度 。 唯一可以解释这一点的是 ， 也许存在某种力量 ， 被称为“暗能量” ， 正在加速宇宙的扩张 。 普朗克探测器显示暗能量约占宇宙总质量的68% ， 这标志着宇宙 ， 将会以持续增加速度不断膨胀下去 。 尽管哈勃望远镜有其丰富的科学成就 ， 但是透过它看到的美丽景象也是它重要的作品之一 。 当见证恒星从炽热、闪烁微光的星云一隅逐步形成 ， 当目睹垂垂老矣的恒星周围精致纤弱的卷须 ， 想到终有一天我们的太阳也会步此后尘 ， 又或当看到周围星系巨大的螺旋形结构时 ， 又有谁不会为之动容呢？几乎每一帧图像都有其魅力 ， 毫无疑问 ， 这是源于它们反映了自然固有之美 。 而且 ， 如果足够幸运 ， 这些美丽还将延续很多很多年 。
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