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哈勃讓我們得以一窺銀河系的核心。我們所看到的銀河大部分被塵埃遮蔽了，但是哈勃望遠鏡捕捉到的人馬座恒星云是沒有塵埃的狹窄區(qū)域，使我們能夠一窺銀河系最早的居民。
圖片來源：美國宇航局/歐洲航天局
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為了紀念國際天文年，公眾響應要求投票選出哈勃的下一個目標——相互作用的星系群阿普274（Arp 274）。圖片來源：美國宇航局/歐洲航天局
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貓眼星云。當類太陽恒星噴射外部氣態(tài)層形成發(fā)光殼體時，就會形成這種行星狀星云。名稱的“行星”部分是種誤導，源于早期天文學家將這些星云誤當作為巨大行星。
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精美的“氣帶”——1000多年前超新星爆發(fā)的遺跡。公元1006年5月1日前后，非洲、歐洲以及遠東的觀測員見證了現(xiàn)在所說的“SN 1006”發(fā)出的光，那是近7000光年以外的白矮星的垂死掙扎。這顆超新星可能是人類見過的最亮的星，它超越了金星成為夜空中僅次于月球的最亮物體。當時，甚至連續(xù)數(shù)周的白天都能看到它，并且在此后的至少2年半中，它都是肉眼可見的。
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異乎尋常的“側(cè)視”星系，猶如布滿灰塵的扭曲碟片。正常螺旋星系的旋臂，和我們的銀河一樣從側(cè)邊看是扁平的。相比較而言，這個星系有著不同尋常的扭曲碟片結(jié)構(gòu)。
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哈勃高級巡天相機讓距離地球約700萬光年的“NGC 300”螺旋星系中的個體恒星和星團得以曝光。在星系核心附近可以看見行星密集，塵埃片片，星團璀璨。有人認為類似的星團和超大質(zhì)量黑洞的形成有關(guān)。
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今年2月24日,哈勃捕捉到了四星凌土現(xiàn)象。這些衛(wèi)星，從左至右分別是白色冰冷的土衛(wèi)二和土衛(wèi)四以及橙色大衛(wèi)星土衛(wèi)六和冰冷的土衛(wèi)一。其中，土衛(wèi)二和土衛(wèi)四未見其身先見其影。
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小螺旋星系“NGC 7742”正向快照，不只是古老的螺旋星系而是2型塞弗特星系——其動力可能由星系核心處的黑洞提供。黃色核心周圍厚厚的環(huán)狀物是活躍的創(chuàng)星區(qū)域。緊繞的旋臂也隱約可見。
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類太陽恒星 (NGC 2440)正在擺脫外部氣層，殘留的核心周圍形成一圈繭狀物，走向終結(jié)。燒毀的恒星——白矮星是中心的白點。即將消失的恒星所發(fā)出的紫外線使星體發(fā)光。
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“老鼠”星系：哈勃高級巡天相機捕捉到一對星系正在天際上演舞蹈“貓和老鼠” 或者在這里應該是“兩只老鼠”。這對碰撞星系位于3億光年以外的“后發(fā)星座”區(qū)域，因為恒星和氣體形成的長尾而被昵稱為“老鼠”星系。這對星系最終將會合并為一個巨星系。
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正在合并的一對星系：“天線”。隨著兩個星系發(fā)生撞擊，星團中產(chǎn)生數(shù)十億恒星。其中最亮最密的星團叫做超級星團。
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通過這張圖可以窺見一個充滿灰塵和氣體的大洞內(nèi)，成千上萬的星星正在形成。哈勃高級巡天相機拍攝的這張圖片，是這個叫作“獵戶座星云”的區(qū)域所拍圖片中最為清晰的一張。3000多個星星存在于這個生動的塵埃和氣體景觀，其中的高原、山脈和山谷使人不禁聯(lián)想到美國大峽谷。獵戶星云形象描繪了恒星的形成過程：從正在塑造星云的巨大年輕的恒星到可能是星星成長發(fā)源地的稠密氣體支柱。
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船底座星云 (NGC 3372), 位于距離地球約7200光年的船底星座。這張圖片由哈勃兩個科學儀器所捕捉的數(shù)據(jù)所合成。2006年高級巡天相機獲得的數(shù)據(jù)分離出氫氣發(fā)出的光，更近一些的數(shù)據(jù)，2008年由廣角行星相機2號獲得，分離出硫和氧氣發(fā)出的光。為了營造彩色合成效果，過濾出來的硫、氧氣、氫氣分別用紅色、藍色和綠色表示。
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哈勃高級巡天相機組圖，顯示的是2002年1月恒星異常爆發(fā)所引起的宇宙回光，恒星爆發(fā)的光芒擴散至宇宙空間，映射周圍塵殼，呈現(xiàn)多彩“牛眼”。該組圖貫穿2002年5月至12月，顯示隨著各個區(qū)域相繼被所謂“回光”照亮，恒星周圍塵埃的明顯變化。從第一張圖到最后一張圖 ，星云的直徑似乎從4光年膨脹到7光年，從而產(chǎn)生了塵埃在宇宙中的擴散速度大于光速的幻覺。事實上掃進星云的只是恒星閃光。
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這張光學圖片,稱作“哈勃超深空”，看向宇宙的深度更勝于其他圖片，因此能追溯到的時期也更加久遠。這張圖片是由高靈敏的哈勃高級巡天相機和穿透力極強的近紅外相機和多天體光譜儀共同打造的，揭示了大約10億年前宇宙大爆炸后，宇宙充斥著矮星系（紅色斑點），但沒有像我們的銀河系那樣的完全成形星系。
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沙漏星云（MyCn18）, 距離地球8000光年的年輕行星狀星云，由哈勃廣角行星相機2號拍攝。在之前的陸地拍攝圖片中, 沙漏星云看上去是中間小環(huán)外套兩個個大環(huán),而這張圖片顯示MyCn18的真實形狀是一個沙漏。這張圖由三張單獨可見光譜圖像組成：氮氣（紅色）、氫氣（綠色）以及氧氣（藍色）。圖片重新闡述了人們知之甚少的類太陽恒星緩慢消亡過程中的恒星物質(zhì)噴射。
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螺旋星系M51 (NGC 5194) ——“漩渦”。旋臂是邊緣覆有塵埃的星流和氣流。 這張圖片由哈勃高級巡天相機于2005年1月拍攝。彎曲的旋臂中是年輕的恒星，微黃中央核心中是較老的恒星。作為造星工廠，旋臂壓縮氫氣，創(chuàng)造新星星團。
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大型發(fā)射星云“NGC 6357”核心中的“Pismis 24”星團。它在地球上空和天蝎座呈一度角方向 。
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1994年，休梅克-利維彗星碎片撞擊氣態(tài)巨行星木星。右下到左上的圖像分別顯示：第一次撞擊5分鐘后的行星表面；第二次撞擊約1.5小時后行星表面，羽狀物噴發(fā)，被風吹散；撞擊后第二天行星表面；最初撞擊5天后行星表面。
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梅西耶104 (M104)——“草帽星系”的標志是亮白的球型核心 周圍圍繞厚厚的螺旋塵埃帶。 從地球上看，該星系幾乎側(cè)對著我們。M104相對廣度+8，剛好超過肉眼能見度范圍，但用小型望遠鏡就能很容易地看到。草帽星系位于處女座星系團南邊緣處，距離地球2800萬光年，是所處星系團最大的星系之一，直徑5萬光年，相當于8000億個太陽。
圖片來源：美國宇航局/歐洲航天局
美宇航局為紀念哈勃20周年發(fā)布的最新太空照片
土星
2009年2月24日，哈勃太空望遠鏡拍攝下在土星前飛掠而過的四顆衛(wèi)星的照片。從最左邊至右側(cè)，分別是白色冰雪衛(wèi)星恩克拉多斯和土衛(wèi)四，橘黃色大衛(wèi)星提坦，以及冰冷的土衛(wèi)一。
南蟹星云
這是哈勃太空望遠鏡捕捉到的南蟹星云（He2-104）中心的景象。
麒麟座V838
2002年1月，位于一個昏暗星座的一顆昏暗恒星突然變得比太陽的亮度高60萬倍，光芒一時壓倒了銀河系里所有其它的恒星，暫時地使其成為銀河系內(nèi)最明亮的恒星。這一神秘的恒星就是麒麟做V838。與新星和超新星爆發(fā)不同，這顆名為麒麟座V838的變星并沒有激烈地把氣體外殼掀掉、露出熾熱的內(nèi)核，而是在迅速膨脹的同時仍然保留著原來的外殼，成為一顆表面溫度較低的超巨星。
其實，哈勃太空望遠鏡成功地觀測到的是來自這顆恒星爆發(fā)的“光回波”。這顆恒星位于麒麟座，距地球約 2萬光年。它屬于一個雙星系統(tǒng)，擁有一顆體積較小、表面溫度較高、總而言之較為普通的伴星。通過分析這顆伴星的光芒，人們判斷出麒麟座V838離地球大約2萬光年。也就是說，這場奇怪的爆發(fā)大概發(fā)生于2萬年前，其光芒最近才到達地球。
螺旋星系NGC 4414
1995年，哈勃太空望遠鏡捕捉到壯觀的螺旋星系NGC 4414。由溫迪-弗里德曼領(lǐng)導的國際天文學家小組，在兩個月之內(nèi)13次對這一星系展開觀測。利用哈勃的廣角行星照相機的三個不同的顏色過濾器，得到了這張壯觀的照片。螺旋星系NGC 4414距離地球大約60萬光年，有許多典型螺旋星系的特征，包括濃密的 塵埃帶、核心的古老紅色恒星、和具有許多藍色年輕亮星的蜿蜒漩渦臂。
南環(huán)星云
NGC 3132是行星狀星云的典型代表。環(huán)繞一顆垂死恒星的膨脹氣體云，被天文愛好者稱為南環(huán)星云或者八字星云 (Eight-Burst Nebula)。
這幅由哈勃太空望遠鏡于2010年2月1日-2日拍攝的圖片顯示了船底座星云附近柱狀氣體和灰塵物質(zhì)頂端的劇烈活動
2009年宇航員對哈勃進行最后一次太空大修
2009年太空維修期間拍攝的哈勃太空望遠鏡
據(jù)國外媒體報道，哈勃太空望遠鏡是有史以來制造的最為強大同時也最為多產(chǎn)的科學儀器之一。此外，這架望遠鏡同樣也是現(xiàn)代科學研究史上的一項技術(shù)奇跡。自從1990年4月24日升空的20年來，哈勃望遠鏡所拍攝的具有突破性的照片更是一次又一次讓天文學家和普通公眾陷入興奮和震驚之中。
“哈勃”的觀測發(fā)現(xiàn)讓從行星學到宇宙學的幾乎所有天文學研究領(lǐng)域經(jīng)歷一場革命。迄今為止，這架望遠鏡共拍攝了3萬多幅天體照片以及超過57萬幅其他照片。很多宇航員都曾執(zhí)行過“哈勃”維修任務(wù)。一次又一次的維修讓“哈勃”成為歷史上制造的服役時間最長的太空觀測設(shè)備。借助于例行維護和升級，“哈勃”的功率比最初發(fā)射時提高了100倍。除了在科學研究方面發(fā)揮著非常重要的作用外，“哈勃”也同樣將一個又一個宇宙奇觀奉獻給全世界億萬家庭和學校，讓普通公眾有機會與這架令人欽佩的望遠鏡一同探索神秘的宇宙。
以下列舉的是“哈勃”上演的五大科學發(fā)現(xiàn)
1.一個處于加速狀態(tài)的宇宙
已知三顆距離地球最遙遠的超新星
通過觀測遙遠爆炸恒星發(fā)出的光線，“哈勃”幫助天文學家發(fā)現(xiàn)了暗能量。這種能量充斥著宇宙各個角落。暗能量是一種神秘的能量形態(tài)，能夠產(chǎn)生與引力相反的排斥力。此外，這架望遠鏡還發(fā)現(xiàn)了能夠證明暗能量數(shù)十億年來一直與引力“拔河”的證據(jù)。在暗能量的影響下，星系之間以不斷提高的速度彼此遠離對方，進而讓宇宙不斷膨脹并且速度越來越快。
但暗能量并不總是坐在駕駛員的位置上。通過研究遙遠的超新星，“哈勃”將暗能量的歷史追溯到90億年前，當時的宇宙體積還不及現(xiàn)在的一半。那段日子里，暗能量與引力為爭奪宇宙控制權(quán)展開較量。在還沒有贏得這場宇宙“拔河戰(zhàn)”的勝利前，暗能量便奮力抵抗宇宙物質(zhì)的引力拖拽。大約50億年前，暗能量最終在這場與引力的較量中獲勝。
通過進一步了解暗能量隨時間流逝表現(xiàn)出的行為，天文學家希望能夠在揭示暗能量本質(zhì)的道路上再向前邁進一步。暗能量在宇宙能量中的比重占到70%左右，但對于這種神秘能量，天文學家?guī)缀跻凰?/p>
2.宇宙多大了？
測量不斷膨脹的宇宙
一些人不愿透露自己的年齡，宇宙似乎也是如此。在哈勃望遠鏡發(fā)射升空前，天文學家為測定宇宙年齡已經(jīng)苦苦努力了很多年。他們用確定宇宙膨脹率的方式測定宇宙年齡。膨脹率這個值被稱之為“哈勃常數(shù)”。由于哈勃常數(shù)具有很高的不確定性，天文學家最后計算出的宇宙年齡并不精確，在100億年至200億年之間。
“哈勃”的其中一項重任就是幫助天文學家測定宇宙的準確年齡。通過計算數(shù)十顆被稱之為“造父變星”的脈動變星亮度，這架望遠鏡幫助天文學家完成了測定宇宙年齡的目標。脈動變星的亮度是太陽的1000倍。在得出它們的亮度之后，天文學家又計算出這些恒星與地球之間的距離。通過這種研究以及其他相關(guān)分析，天文學家確定了更為精確的哈勃常數(shù)以及宇宙年齡，精確度達到5%左右。根據(jù)他們的計算，宇宙年齡應該在137.5億年左右。
3.星系處于不斷成長狀態(tài)
“哈勃”望遠鏡打破距離限制，觀測130億年前形成的星系狀況，那時距宇宙大爆炸僅僅過去6億至8億年
“哈勃”的外層空間觀測顯示宇宙在很久以前就已經(jīng)發(fā)生變化，這一發(fā)現(xiàn)證明，星系隨著時間流逝會通過與其他星系合并的方式“生長”，最終成長為我們現(xiàn)在看到的巨大星系。借助于包括“哈勃深場”和“哈勃超深場”在內(nèi)的一系列獨特觀測設(shè)備，“哈勃”望遠鏡對處于宇宙遙遠區(qū)域的星系進行了拍攝。最近，“哈勃”又將鏡頭對準最為遙遠的宇宙區(qū)域。在此期間，新安裝的第三代廣域照相機拍到可見光和近紅外條件下宇宙最深處的照片并發(fā)現(xiàn)了存在于宇宙年輕時期的星系，當時的宇宙只有6億歲。
“哈勃”進行的所有“深場”觀測都讓天文學家進一步了解星系進化?！肮庇^測到的星系體積比當前的大螺旋星系以及橢圓星系小，同時形狀也更為不規(guī)則，說明大星系是在漫長的歲月變遷中由體積更小的星系碰撞合并后形成。
通過研究不同時代的星系，天文學家可以了解星系如何隨時間變化。這個過程就好比是一個大相冊，里面記錄著一個人從孩童到成年的各個成長階段。“哈勃”太空望遠鏡還對星系稠密的中心區(qū)域進行了探測，提供了幾乎所有超大星系中心地帶都含有超大質(zhì)量黑洞的決定性證據(jù)。
超大質(zhì)量黑洞是微縮版本的“怪物”，質(zhì)量是太陽質(zhì)量的數(shù)百萬乃至數(shù)十億倍。它們的引力如此巨大，以致能吞噬所有靠近的物質(zhì)。這些詭異的“吃東西機器”無法直接觀測，因為沒有任何物質(zhì)甚至是光線逃離它們的魔爪?！肮蓖h鏡提供了超大質(zhì)量黑洞存在的間接但卻強有力的證據(jù)。
它還幫助天文學家通過測量黑洞周圍快速運轉(zhuǎn)的物質(zhì)速度，確定數(shù)個黑洞的質(zhì)量?！肮蓖h鏡對三十多個星系的研究表明，星系和黑洞之間存在著密切聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，黑洞質(zhì)量大小取決于其寄主星系核球的質(zhì)量。核球越大，黑洞的質(zhì)量也越大。這種親密關(guān)系意味著，黑洞可能隨其寄主星系演變，以隱藏于那些星系核心內(nèi)的氣體和恒星“為食”。
4.探尋系外行星蹤跡
“哈勃”望遠鏡在一顆木星大小的系外行星的大氣中首次探測到有機分子。此處的藝術(shù)想象圖展現(xiàn)了這顆行星。
“哈勃”太空望遠鏡1990年發(fā)射之時，天文學家尚未在太陽系以外發(fā)現(xiàn)一顆行星。如今，已有400多顆系外行星被發(fā)現(xiàn)，其中大多數(shù)是地面望遠鏡的成果。不過，“哈勃”望遠鏡卻對系外行星搜尋工作做出了獨特的貢獻。這臺功勛望遠鏡的研究表明，銀河系可能擁有數(shù)十億顆行星。
通過深入觀測銀河系擁擠的核球，“哈勃”發(fā)現(xiàn)了18萬顆恒星以及16個繞各類恒星軌道運轉(zhuǎn)的潛在外星球。其中五個代表新的極端類型的行星——“超短周期行星”，這些行星繞其恒星公轉(zhuǎn)的時間不到一個地球日。天文學家通過測量一顆行星從其恒星前經(jīng)過時光線的輕微變化發(fā)現(xiàn)這些天體。這類事件被稱為穿越。
這種穿越方法再次被用以對至少兩顆系外行星的大氣構(gòu)成做出第一次觀測?！肮蓖h鏡的觀測結(jié)果表明，一顆已知系外行星的大氣中含有鈉、氧、氫、碳等化學元素。對另一個外星球的類似研究還發(fā)現(xiàn)了二氧化碳、甲烷和水的潛在跡象。這兩個系外行星都有木星大小，由于表面溫度太高不適于生命存在。然而，“哈勃”望遠鏡的觀測表明，可以在繞其他恒星運轉(zhuǎn)的行星上測量生命的基本化學構(gòu)成。
最終，“哈勃”望遠鏡拍攝了一顆繞附近明亮恒星Fomalhaut運轉(zhuǎn)的系外行星的首張可見光照片。Fomalhaut恒星位于25光年遠的南魚座。一個直徑約為215億英里(約合346億公里)的巨大盤狀碎片圍繞著這個天體。而那顆行星位于盤面內(nèi)部邊緣18億英里(約合29億公里)處，這大概是土星與太陽之間距離的10倍。
5.揭開暗物質(zhì)神秘面紗
a、b、c分別是35億年前、50億年前和65億年前暗物質(zhì)在宇宙中的三維分布
天文學家利用“哈勃”望遠鏡的數(shù)據(jù)制作出第一個暗物質(zhì)三維圖。暗物質(zhì)是一種肉眼看不見的物質(zhì)，占了宇宙總質(zhì)量的大部分，構(gòu)成了宇宙的基本結(jié)構(gòu)。暗物質(zhì)的引力作用于像氣體和塵埃這樣的正常物質(zhì)，使它們聚集形成恒星和星系。雖然天文學家看不到暗物質(zhì)，不過，通過觀測暗物質(zhì)引力令更遙遠背景星系光線彎曲和變形，他們可以探測暗物質(zhì)的存在對星系團的影響，這種現(xiàn)象被稱為引力透鏡(gravitational lensing)。
天文學家利用“哈勃”望遠鏡的觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合引力透鏡技術(shù)，通過研究50萬個遙遠的星系的照片，繪制出暗物質(zhì)的三維圖。新圖提供了迄今主要以星系存在的正常物質(zhì)聚集于最稠密暗物質(zhì)區(qū)域的最佳證據(jù)。該圖追溯了宇宙起源，揭示了一個由暗物質(zhì)構(gòu)成的松散網(wǎng)絡(luò)。天文學家還利用“哈勃”望遠鏡觀測暗物質(zhì)在星系團大碰撞時的分布。
例如，他們結(jié)合“哈勃”望遠鏡和錢德拉X射線望遠鏡的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)和以熾熱氣體形式存在的正常物質(zhì)被兩組星系(被稱為“子彈星團”)之間的碰撞所分開。天文學家在另一項利用“哈勃”望遠鏡對別的星系團所做的引力透鏡效應研究中，發(fā)現(xiàn)了一個鬼影似的暗物質(zhì)環(huán)，這個暗物質(zhì)環(huán)是很久以前由兩個巨大的星系團碰撞形成的。
天文學家以前就曾懷疑，如果它們僅僅依賴于看得見的恒星的引力作用，此類星系團可能會分崩離析。暗物質(zhì)環(huán)其實是兩個星系團碰撞期間與正常物質(zhì)分離的暗物質(zhì)漣漪。對星系團碰撞的電腦模擬結(jié)果表明，兩個星系團撞在一起的時候，暗物質(zhì)會穿過這兩個星系團的中心地帶。隨著暗物質(zhì)從中心地帶向外移動，它的速度開始在引力作用下慢下來，并堆積起來。
哈勃的神秘山。
由哈勃太空望遠鏡最新拍到的這張圖片，顯示的是一個被稱作神秘山的氣體塵埃柱。為了慶祝哈勃太空望遠鏡升空20周年，美國宇航局于4月23日公開了這張照片，它突出了船底座里的恒星誕生情況。這個星座里的炙熱的年輕恒星不斷噴發(fā)出放射物和帶電粒子，從內(nèi)向外塑造出這個外形奇特、非常美觀的宇宙云團。像這種類型的塵埃柱，其內(nèi)部物質(zhì)的密度很大，能夠經(jīng)受住恒星的侵蝕。
