修復(fù)后的哈勃還將給我們帶來多少驚喜？

■ 楊孝文

在經(jīng)過維修后，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的各項(xiàng)功能不僅恢復(fù)正常，而且有所提高，目前它又正常工作了3年。在接受了第五次的維修后，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到了更多新的照片，獲得了更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目的一名科學(xué)家表示，事實(shí)上，一些觀測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)產(chǎn)生了與最早時(shí)期宇宙有關(guān)的驚人結(jié)果，不過這些觀測(cè)資料至今還未公布。

升級(jí)后拍攝第一批照片

2009年5月，“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)升空，進(jìn)行一項(xiàng)為期13天的航天飛機(jī)任務(wù)，對(duì)已經(jīng)19歲的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了維修，給它安裝了新照相機(jī)和超敏光譜攝制儀，對(duì)舊照相機(jī)和光譜攝制儀進(jìn)行了維修，并更換了新電池和陀螺儀。這些儀器有助于哈勃太空望遠(yuǎn)鏡正確指向天空中的特定目標(biāo)物?！皝喬靥m蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)的宇航員對(duì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的這些升級(jí)，有望把它的壽命至少延長(zhǎng)到2014年。

在為期3個(gè)月的檢測(cè)工作結(jié)束后，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡重新開始收集新的觀測(cè)數(shù)據(jù)。在美國(guó)航空航天局公布的哈勃維修后拍攝的第一批照片中，展示了遙遠(yuǎn)的星簇、一個(gè)怪誕的“柱狀物”、一個(gè)致密的星團(tuán)和一個(gè)“蝴蝶”星云。這些觀測(cè)資料是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在剩下不多的工作時(shí)間里，要獲得的眾多數(shù)據(jù)中的第一部分。

美國(guó)航空航天局戈達(dá)德航天飛行中心（位于馬里蘭州）的哈勃項(xiàng)目首席科學(xué)家大衛(wèi)·萊克倫表示，在圍繞地球旋轉(zhuǎn)大約3400周的過程中，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將為在世界各地天文學(xué)家提交的報(bào)告中評(píng)選出的228個(gè)項(xiàng)目收集觀測(cè)數(shù)據(jù)。

觀測(cè)更早的宇宙現(xiàn)象

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡實(shí)施的新任務(wù)的主要目標(biāo)，是利用剛剛安裝的大視場(chǎng)照相機(jī)3拍攝新的深空?qǐng)D。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)兩次拍攝這種圖片，天文學(xué)家借助這些圖片，更加深入地了解了更靠近宇宙大爆炸時(shí)期的事情（在理論上，宇宙大爆炸是宇宙開始的階段）。新的大視場(chǎng)照相機(jī)3將再接再厲，天文學(xué)家希望借助它的工作，能看到宇宙中一些最早的星系或者原星系。

萊克倫說：“我們希望能夠追溯到更加久遠(yuǎn)的宇宙時(shí)期，穿過深層宇宙，盡最大努力走近宇宙大爆炸時(shí)期，了解當(dāng)時(shí)發(fā)生的一些事情?！惫胀h(yuǎn)鏡已經(jīng)完成了收集制作新深空?qǐng)D所需的觀測(cè)資料，當(dāng)它進(jìn)入相同軌道位置時(shí)，接下來的工作在1年內(nèi)就可以完成。不過，現(xiàn)在天文學(xué)家已經(jīng)可以根據(jù)第一批觀測(cè)資料進(jìn)行相關(guān)的科研工作了。

萊克倫說：“我認(rèn)為，在獲得這批深空資料圖片后，天文學(xué)家將告訴我們，他們已經(jīng)獲得了非常驚人的結(jié)果?！彼硎?，新的相機(jī)和光盤攝制儀獲得的觀測(cè)結(jié)果非常驚人，而光盤攝制儀的靈敏度是這項(xiàng)任務(wù)的科學(xué)家始料未及的。他說：“我對(duì)此非常期待，迫不及待想聽到有關(guān)新發(fā)現(xiàn)的好消息?！?/p>

探索神秘物質(zhì)

天文學(xué)家還將設(shè)法利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的儀器揭開神秘的暗能量之謎。萊克倫表示，天文學(xué)和物理學(xué)方面存在的一大問題，是暗物質(zhì)和暗能量的自然屬性問題。是什么原因?qū)е掠钪娌粩嗉铀倥蛎浤兀抗胀h(yuǎn)鏡可以通過提高天文學(xué)家對(duì)Type 1A超新星的了解，從而對(duì)暗能量之謎進(jìn)行研究。Type 1A超新星被稱為“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，“標(biāo)準(zhǔn)燭光”展示出每個(gè)星系之間相距多遠(yuǎn)，這是了解星系以多快速度彼此遠(yuǎn)離的關(guān)鍵。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡幫助天文學(xué)家解決暗能量之謎的另一種方法，是進(jìn)一步幫助科學(xué)家精確定位哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的恒定值，測(cè)量現(xiàn)在宇宙的膨脹速度。萊克倫說：“如果你能把誤差值縮小到很小，那么你就能知道一些有關(guān)暗能量的事情。”嶄新的宇宙起源頻譜儀的首席研究員、科羅拉多大學(xué)工作人員詹姆士·格林表示，該頻譜儀也參與了這項(xiàng)觀測(cè)活動(dòng)。頻譜儀通過對(duì)依附在自己身上的暗物質(zhì)絲狀物和普通物質(zhì)進(jìn)行研究，制成宇宙物質(zhì)3D圖。

了解銀河星系家族史

由于這些絲狀物有可能長(zhǎng)達(dá)70億光年～80億光年，因此它將有助于天文學(xué)家更好地了解早期宇宙環(huán)境。萊克倫說：“除了了解星系形成和演變過程以外，我們還將對(duì)一些更加難以理解的事情進(jìn)行研究。”

這也是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的新研究項(xiàng)目涉及的另一個(gè)主題——了解星系的形成和生長(zhǎng)過程，將有助于我們了解銀河系、我們的恒星系以及太陽(yáng)系的發(fā)展過程。萊克倫這樣說道：“我們要做的是把整個(gè)星系家族史拼合在一起?！?/p>

一項(xiàng)繪制銀河附屬星系的軌道的計(jì)劃，也將有助于我們更好地了解我們的家族史，并有助于我們更好地測(cè)量銀河的質(zhì)量以及它內(nèi)部和周圍暗物質(zhì)的數(shù)量。

探索系外行星

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡還將繼續(xù)進(jìn)行觀察系外行星的工作。萊克倫表示，承擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)的科學(xué)家希望太空望遠(yuǎn)鏡成像光譜儀繼續(xù)運(yùn)行的一個(gè)主要原因，是因?yàn)樗芾^續(xù)對(duì)這些系外行星進(jìn)行研究。太空望遠(yuǎn)鏡成像光譜儀和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的近紅外照相機(jī)和多天體分光儀都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了系外行星，近紅外照相機(jī)和多天體分光儀甚至在其中的一顆系外行星上發(fā)現(xiàn)了有機(jī)分子。萊克倫說：“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)非常令人震驚?！?/p>

在維修任務(wù)實(shí)施之前，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞名為“北落師門”的炙熱恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星。近紅外照相機(jī)和多天體分光儀運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)上述行星的科研組可以再次對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。但是除了這些儀器外，還有很多儀器可以用來探測(cè)位于我們太陽(yáng)系外的行星。萊克倫說：“宇宙起源頻譜儀希望在宇宙‘海洋’里一顯身手，炫耀一把它擁有的特殊能力。”計(jì)劃中的研究項(xiàng)目還將對(duì)行星的形成原因做進(jìn)一步研究，通過研究恒星周圍的物質(zhì)，更好地了解有可能會(huì)產(chǎn)生行星的環(huán)境。

揭示地球附近的秘密

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡還將對(duì)距離地球更近的宇宙之謎進(jìn)行研究，尤其是柯伊伯帶里的天體，其中包括冥王星。我們對(duì)這個(gè)帶的外層及它內(nèi)部的天體知之甚少，萊克倫說：“我們不清楚在我們的太陽(yáng)系內(nèi)部和最外層都有什么?！?/p>

但是通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，“我們可以對(duì)這些非常寒冷的天體進(jìn)行更多研究，科學(xué)家弄明白那里有多少顆天體和它們擁有哪些特性，以及位于我們太陽(yáng)系外層的天體的‘外貌特征’”。

對(duì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的維修也以不同方式觸及萊克倫的痛處。他在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目工作33年，在美國(guó)航空航天局供職40年后，于2009年10月2日退休。但是能在備受關(guān)注中退休，他感到非常開心。

萊克倫說：“我感覺自己像是一名在擊球率仍很高時(shí)退役的棒球手。雖然他可以在這一領(lǐng)域停留更長(zhǎng)時(shí)間，但是此時(shí)離開最受關(guān)注。就像我在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目工作33年后，我的工作生涯達(dá)到的一個(gè)最高峰。因此我認(rèn)為這是離開的最佳時(shí)刻，這是嘗試著做其他一些事情的最好時(shí)候，例如我可以進(jìn)行哈勃太空望遠(yuǎn)鏡方面的研究工作?！?/p>

當(dāng)問及哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的哪個(gè)新項(xiàng)目最令他興奮時(shí)，萊克倫說：“深空?qǐng)D是我最感興趣的東西?！比R克倫非常喜歡美國(guó)航空航天局為世界提供的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的終結(jié)版。他說：“我認(rèn)為我們已經(jīng)圓滿完成了為世界提供最先進(jìn)的現(xiàn)代化工具的工作，這些現(xiàn)代化的工具屬于不同類型，能夠?yàn)槿蚩茖W(xué)界提供最佳的成功機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在，天文學(xué)家已經(jīng)開始這項(xiàng)工作，讓我們一起奮斗，努力實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)吧！”