宇宙中的人类“天眼”,各式各样的太空望远镜大盘点( 二 )


轨道天文台3号于1972年8月21日发射,是最成功的一次轨道天文台任务,装载了X射线检测器、口径80公分的紫外线望远镜,在发射成功之后,被重新命名为哥白尼号,以纪念波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼的500周年诞辰。哥白尼号一直工作到1981年2月,送回了大量的X射线观察资料,以及数百颗高分辨率的恒星光谱。
在此之前还发射了3次轨道天文台任务:轨道天文台1号携带了观测紫外线、X-射线和伽马射线辐射的仪器,于1966年4月8日成发射升空,但因电源故障使得任务在发射三天后失败;轨道天文台2号在1968年12月7日发射,携带了11架紫外线望远镜,他成功的进行观测到1973年1月,对天文学有许多重大的发现和贡献,发现了彗星有极大的、直径数十万公里的氢冕包围在外面;轨道天文台B携带了口径38英寸的紫外线望远镜,在1973年11月3日发射之后,未能与火箭分离、坠入大西洋。
可见光天文望远镜
可见光是天文学中最古老的形式,所覆盖的研究范围大约为4000至7000埃米。将一台光学望远镜置于太空中,可以消除一切大气层对光学观测带来的影响(参见视宁度,视宁度是指望远镜显示图像的清晰度),从而能够得到更高分辨率的成像,光学望远镜可以用来观测恒星、星系、星云、原行星盘等众多天体。
哈勃太空望远镜是以天文学家爱德温·哈勃为名,于1990年发射,已经成为天文史上最重要的仪表,是大型轨道天文台计划的四台太空望远镜之一。它成功弥补了地面观测的不足,哈勃帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题,使得人类对天文物理有更多的认识,而且导出了新的整体理论来解释这些结果,使我们对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。
它的超深空视场则是目前能获得的最深入、也是最敏锐的太空光学影像,哈勃也被用来改善宇宙年龄的估计,经由哈勃太空望远镜的观测资料,宇宙的年龄是137亿年。由哈勃提供的高解析光谱和影像证实了黑洞存在于星系核中的学说,哈勃的计划在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上,哈勃还获得了自从1979年航海家二号飞掠木星之后最为清晰的影像,并且很幸运地捕捉了数个世纪才会发生一次的彗星碰撞木星的动力学事件,它也被用来研究太阳系外围的天体,包括矮行星冥王星和阋神星。
红外线天文台
红外线的能量要低于可见光,因此某些具有较低温度而不能辐射可见光的天体则可以发射红外线,包括温度较低的恒星(如褐矮星)、暗星云、红移星系等。
红外天文卫星是在太空中的天文台,以红外线巡天、执行勘查整个天空的任务,于1983年1月25日发射升空,任务执行了10个月之久,发现了50万个红外线源,大约有7.5万个是仍然处在恒星诞生阶段的星爆星系,其他许多则是处在行星形成阶段,有尘埃组成的星盘环绕着的一般恒星。
斯皮策太空望远镜是NASA于2003年发射的一颗红外天文台,是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。由于设备本身也能产生红外线热量,所以斯皮策太空望远镜保持低温工作,工作温度低至零下267摄氏度,能看到太冷而不能发出太多可见光的东西,包括系外行星、褐矮星和在恒星之间的空间中发现的冷物质。
斯皮策太空望远镜还研究了一些最遥远的星系,它们中的一些天体发出的光到达我们这里时已经传播了数十亿年,使科学家能够看到这些天体很久以前的样子,加深了我们对宇宙形成过程中星系形成的理解。斯皮策太空望远镜还对星际尘埃有敏锐的洞察力,星际尘埃在大多数星系中都普遍存在,它与大量云中的气体混合,可以凝结成恒星,残骸可以孕育行星。
通过一种叫做光谱学的技术,可以分析尘埃的化学成分,了解形成行星和恒星的成分,斯皮策在土星周围发现了一个以前未被发现的环,由可见光观测站看不到的稀疏尘埃粒子组成。此外,当可见光不能穿透尘埃时,一些红外线波长的光可以穿透尘埃,这使得斯皮策太空望远镜能够揭示出原本在视线范围内仍被遮挡的区域。
斯皮策还有一些关于系外行星的发现,使用了一种称为凌日法的技术来确认行星,凌日法是寻找行星在其前方经过时在恒星光线中产生的倾角,然后斯皮策太空望远镜在同一个系统中发现了五颗地球大小的行星,这是迄今为止在一颗恒星周围发现的最大一批类地系外行星。在2020年1月30日,望远镜被人为主动关闭、结束任务。
赫歇尔太空天文台是欧空局的一颗空间天文台,于2009年升空,原名“远红外线和亚毫米波望远镜”,为纪念发现红外线的英国天文学家赫歇尔而命名为“赫歇尔空间天文台”,是第一个在空间中对整个远红外线和亚毫米波进行观测的天文台。将专门搜集来自遥远的不知名天体的微弱光线,由于设备本身也能产生红外线热量、需保持低温工作,2013年4月29日,赫歇尔太空天文台因致冷剂耗尽而结束任务。

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