哈哈勃望远镜上天二柒年都干了些吗

By admin in 亚洲必赢官网app on 2019年4月13日

二月20日是炎黄航天日。之所以接纳这一天为中华的航天日,是因为196捌年八月二十一日,中夏族民共和国不负众望发射了第三颗人造地球卫星“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职分离开时拍片。

而二十年后的一玖九〇年5月210日,三个之后开启了天文新时期的望远镜——哈勃空间望远镜乘坐探索号航天飞机升空;到今日恰恰二十六个新岁。二零一9年为了给哈勃望远镜庆祝在满天的第三捌个生日,NASA依据惯例推出一张相片用作纪念。

今年的庆生照是一张有八个漩涡星系——NGC4302和NGC42玖捌——在相同张图上的照片,八个星系在外形上都与银系类似,一个以侧面对着我们,另三个则以70度角面对大家。那让我们就像能够在一张图中并且来看银系的重视图和侧视图。

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图一:哈勃望远镜拍录的NGC430二(左)和NGC42玖8(右)在光学和近红外波段的图像。

但大家只怕更想问:哈勃上天都二七年了,都干了吗啊?

图贰: 哈勃望远镜最具代表性的图像之一是鹰星云(M1陆)的那壹局地。

1、宇宙在加速远离我们

咱俩的天体在膨胀。大概在二个世纪之前,艾德文·哈勃度量了到大家宇宙的膨大速率(H=v/d,在那之中v是星系退行的速率,d是星系到大家的偏离)。那些值咱们誉为哈勃常数,由它我们能够算出宇宙的年纪、尺寸,甚至宇宙的运气。可是在哈勃望远镜发射升空从前,哈勃常数的度量结果12分不规范,大家由此算出的宇宙年龄只可以限量在100亿到200亿的限量内。

图叁:天思想家用造父变星亮度周期的变动来度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二个造父变星。

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图肆:有个别歌星的性状最大亮度能够用来度量它们与地球的相距。提升对宇宙距离的衡量精度能够让天史学家更加好的盘算出宇宙的膨胀率。图中分头是哈勃望远镜在19九5年和2003年在同一天区拍录的图像,箭头所指的地点则是在此时期出现的1颗超时尚。

而以往天教育家用哈勃望远镜的数码算出的哈勃周到,能够把宇宙年龄限制在138亿年左右,能够说精确度进步了重重。

只是除外,令天思想家感到吃惊的是,从哈勃望远镜的观看比赛结果中窥见,宇宙不仅仅是在膨胀,而且是在增长速度膨胀——这几个意识赢得了201一年的诺Bell物历史学奖。

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图伍:宇宙的增长速度膨胀。时间轴自下而上。

物医学家们觉得宇宙的那种增长速度膨胀也许是由弥漫在总体宇宙中的所谓“暗能量”引起的。据现有的测度,暗能量差不离占全数自然界能量的68%(此外2八%是暗物质,只有四%为大家能够见到的恒星、行星或气体那几个物质),对大自然起着负压的机能,推着宇宙加快地膨胀。但很不满,依靠今后的技术还很难直接度量到暗物质的留存。

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图陆:宇宙中暗能量、暗物质和明物质(我们明日所能看到的方方面面)的百分比。

二、记录星系的成材进程

就如大家用相簿记录孩子的成才历程1样,天国学家用哈勃给差异宇宙学时间上的星系进行“拍照”,记录下了宇宙中星系的成材历程。

咱俩怎么明白宇宙过去的榜样呢?这主要得益于一条不难的数学关系:哈勃向深空中看得越深,在时光上就越久远。距离越远(相当于岁月上越早)的星系越小,且越不平整;反之,则巨型、规则的漩涡星系和椭圆星系就愈多。那标志,星系之间随着岁月地推移在相连地融为1体,逐步地成为了大家现在所见到的宏大星系。

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图7:哈勃望远镜超深空场。那是哈勃望远镜拍录的最远的深空之壹。拍片那样照片累计揭露时间约一百万秒(1一天)。

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图8:哈勃超深空场中有个别星系,它们距离遥远,星人体模型糊,形状不规则,且相互之间影响。

星系的嬗变从未停歇,天思想家通过哈勃望远镜对咱们近邻的仙女座星系M3一的举行察看,发现就算那么些星系离银系有250万光年远,不过在重力作用下它在不断地向银系靠拢,猜测M31将在40亿年后与大家的银系相撞。到那时候,它们三个将会融合成1个铁汉的扁圆形星系。

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图9:M31。

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图10:本星系群。M3一与银系是本星系群中五个较大的星系,它们不断的接受周边的矮星系壮大本身,同时两方也在相连地走近,猜想将于40亿年后撞击。

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图1一:椭圆星系。椭圆星系壹般品质越来越大,它是比比皆是星系融合的结果。

叁、看到太阳系外的世界

在一玖九〇年哈勃望远镜发射从前,天文学家一贯都不曾发觉一颗太阳系外的行星;而明天化学家已经认同了抢先2000颗系外行星。在那之中多数都是由NASA的开普勒卫星以及部分地基望远镜发现的。但哈勃望远镜在行星搜寻中也有其万分的进献。

先是,天教育家用哈勃望远镜的观看比赛数据能测出系外行星的大度成分。观测发现,即使抢先百分之二10五系外行星对生命来说都过度炎热而望洋兴叹生活,可是在局地行星上设有构成生命的基本元素。

除此以外,哈勃望远镜也是首先个在光学上考查到系外行星的。那颗行星在25光年外,绕着北落师门(一颗恒星)旋转,离北落师门的偏离大概是Saturn到阳光距离的10倍。

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图1二:天教育家用哈勃水墨画的第壹张系外行星的光学照片,该行星被命名称为北落师门b。

亚洲必赢官网app,四、“照亮”暗物质

当今的物思想家们普遍认为,暗物质是壹种不可见的物质格局(简单的知道正是不发光),它构成了宇宙物质的大部分品质,也是由暗物质形成了宇宙空间以往的那种结构。暗物质的重力会驱使着家常物质(气体或灰尘)聚集并形成恒星和星系。即使天文学家不能见到暗物质,但她们力所能及通过大品质星系群(含有暗物质)的引力效用(能够使它背后越来越长时间星系的光华发生波折,那种景观称为引力透镜)来探测个中的暗物质。

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图一3:那几个图体现了引力透镜下多少个短期星系的光路。

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图1四:在SDSSj1004+411二星系群的图像上,重力透镜使二个背景星系发生了多少个扭曲的像,此外三个背景类星体发生了四个像。

因而哈勃望远镜锐利的视场,天文学家通过重力透镜现象及逆向工程,绘制出了空间中暗物质的分布意况。结果发现,宇宙中暗物质大概是普普通通物质的5倍,且以网状结构分布;而大品质的可知结构(像星系群、星系团等)往往都遍布在那些网状结构交叉的地点。

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图一伍:那两张图显示的是大品质星系群CI00二四+一七。可见光图像中,在中蓝星系中有深绿的弧,那几个弧就是重力透镜下背景星系失真后的图像。桃红叠加的图像展现了实现那种重力失真,所急需的暗物质密度分布。

伍、巨型黑洞无处不在

哈勃望远镜发现,差不多每2个星系的骨干都设有一个高大的黑洞,这个黑洞有百万个到拾亿个恒星品质那么大。其余还发现那些黑洞的尺码和其宿主星系的成色相关。哈勃星系普遍检查标志,黑洞的品质取决于其宿主星系星系核中恒星的质量:星系越大,黑洞也越大。那种关涉表达黑洞是伴随着星系一块儿成长的,黑洞会吞并星系的1局地质感。

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图1陆:依照哈勃的光谱图合成的图像。讨论职员发现许多星系主题都存在贰个特大型黑洞。NGC337玖和NGC3三7二十一分别包括着3个四千万个阳光品质和一亿个阳光品质的黑洞;NGC44八六B在其基本包涵多个黑洞。

陆、研商外地级银行星和它们的卫星

嘿勃望远镜见证了日光系内的小天体对水星的熏陶。它于一九九伍年考查到休Meck-莱维九号彗星的二一个七零八落依次撞入金星——那是天国学家第壹遍探望如此的风云——每三遍撞击都在紫炁星的外部留下八个浓黑的“创痕”。方今的2次是在200玖年,一颗小行星撞入金星,留下贰个印度洋大小的深灰蓝印迹。

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图1七:休Meck-莱维玖号彗星造成的熏陶(从右下到左上)。

Saturn表面有名的“大红斑”(二个尺码有地球那么大的大风云)从1玖世纪初期人类调查到它以来已经一连存在了数百余年。这几个巨大的龙卷风在近年来80年却在频频地减弱。天教育家们前日用哈勃望远镜定期地度量它的尺码,以调研它为何会稳步地消灭。

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图1八:金星的“大红斑”。它以300英里/时辰的速度在罗睺表面运动。

极光是装有磁场的行星大气上层发光的一种情景。带电的粒子在行星磁场效应下会偏向磁场的南北极,那一个高速粒子轰击到大方上层的原子和成员,就会产生优异的极光现象。那种气象不光在地球上有,Saturn和Saturn上也有。上边是哈勃望远镜第2回油画到金星和Saturn南、北极的极光。

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图1玖:土星的极光。

在物色地外生命商讨中,火星的卫星占据着很重大的职位。哈勃在木卫三(太阳系内最大的卫星)地下发现了2个壮烈的盐水海,据推测其含水量比地表全部的水还要多。其余哈勃还观看到木卫二表面大气的更改,天国学家认为那大概是由违规海水喷发而招致的。寻找液态水,在搜索地外生命的商量中驷不及舌。

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图20:哈勃在木卫二上混淆的地点发现氧和氢,那是构成水分子的二种成分。地农学家认为那极有望是水。

​(未完待续)

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

编译:Camelion

审阅核对:山寺小沙弥

编辑:Alex Yuan

源于:中国科学院物理研究所(cas-iop)

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