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哈勃深場:哈勃用了30年來告訴人類,宇宙的盡頭究竟在哪?
比如說哈勃深場,哈勃超深場,哈勃極深場。這些名詞,不管你是不是一個天文愛好者,很大概率都會在天文科普乃至影視作品中有所耳聞。那麼,讓人疑惑的地方是,到底什麼是深場,超深場、極深場又有多「深」呢?其實,三者說的都是宇宙的尺度有多大,存在一個遞進的關係。而我們今天來了解的,是大爆炸理論與哈勃之間的聯繫。
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哈勃望遠鏡三十年的發現告訴你,我們宇宙到底有多少個星系!
我們先來看哈勃望遠鏡的幾個觀測結果:哈勃深場(HDF)在1995年12月18日到12月28日的十天內,哈勃望遠鏡拍攝了大熊座內,一塊肉眼看起來空無一物的區域,視角寬度144角秒(1°=3600角秒),相當於100米外一顆網球所佔面積。
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「紅」蒙初開,助力哈勃揭秘最早星系的歷史畫面
當前利用哈勃望遠鏡的紫外波段和其他光學設備拍攝到了有史以來最遙遠的星系畫面,就是眾所周知的在1996年發布的北哈勃深場(NHDF)的畫面。然而,受到紅移的限制,拍攝的畫面已到達了哈勃望遠鏡觸及的極限,這已將最遠星系的所有光從可見光發展為紅外光。
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20年前認為宇宙有一千億星系,當哈勃超深空出來後科學家震驚了!
天文學家有很多方法估算出一個星系中包含的恆星數量,但是很難計算我們可觀測宇宙中擁有的星係數量。在上世紀九十年代,天文學家通過哈勃太空望遠鏡拍攝了哈勃深空(HDF,1995年),估計出我們可觀測宇宙中擁有1000億~2000億個星系,我們銀河系只是其中很普通的一員。
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265,000個星系擠在一起!哈勃望遠鏡看到宇宙邊緣的終極景象!
1995年,科學家決定做個大膽的試驗解答這個問題——用當時人類最強大的哈勃太空望遠鏡朝一片空曠的天空凝視,看到底能找到多少從未見過的星系。連續10天長達100萬秒的觀測後,哈勃捕獲了無數前所未見的星系的微弱光芒。許多星系如此遙遠,從它們那裡出發的光子需要花費數十億年的時間才能來到地球!
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哈勃望遠鏡在宇宙中發現了多少星系?
1995年12月18日到28日,哈勃將鏡頭對準大熊座方向一小片天區,拍攝了342張獨立曝光影像,最後合成了哈勃第一張深空照片,「哈勃北部深空」在這張改變天文學的照片上,有3000多個亮點,它們不是星星,而是和銀河系一樣,擁有數千億顆恆星的星系,而這3000多個星系,僅僅佔到了全天區面積的2400萬分之一。
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科學家推測可觀測宇宙有2萬億個星系,更遠的星系已經看不見了
根據它們的形狀,哈勃將它們分類為漩渦星系、棒旋星系(比如銀河系)、橢圓星系、透鏡星系和不規則星系,這就是哈勃分類法,也是目前通用的星系分類法。目前的研究顯示,這個分類方法也確實可以體現星系的演化進程。那麼,宇宙中到底有多少星系呢?
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哈勃空間望遠鏡帶來六個星系合併精彩瞬間:場面震撼
為了慶祝剛剛到來的2021年,近日,哈勃空間望遠鏡官方公布了六張星系合併的照片剪輯,場面頗為震撼。據悉,此次公布的六張照片剪輯是哈勃極端環境和星團成像探測器(HIPEC)任務調查的一部分。該任務旨在調查合併系統中新恆星形成的速率,這將有助於了解銀河系的形成和演化,也是銀河系形成過程中最壯觀的事件之一。
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天文學家發布「哈勃遺產場」圖像 展示遙遠宇宙的「歷史書」
據外媒CNET報導,天文學家近日發布了一張遙遠宇宙的鑲嵌圖像——哈勃遺產場(HLF),記錄了美國宇航局/歐空局哈勃太空望遠鏡16年的觀測資料
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科學研究史上的一項技術奇蹟之哈勃望遠鏡
,星系隨著時間流逝會通過與其他星系合併的方式生長,最終成長為我們現在所看到的巨大星系。藉助於包括「哈勃深場」和「哈勃超深場」在內的一系列獨特觀測設備,天文學家發現大的星系是在漫長的歲月變遷中由體積更小的星系碰撞合併後形成,而且每個星系的形狀也不規則。通過哈勃望遠鏡對星系稠密的中心區域進行探測,提供出了幾乎所有超大星系中心地帶都含有超大質量黑洞的決定性證據。由於黑洞的引力巨大,以致能吞噬所有靠近的物質。
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浩瀚的宇宙究竟有多少星系?
那麼,在這樣超乎想像的宇宙空間裡到底包含了多少星系呢?科學家也只能作出非常粗糙的估測,而最重要的估測樣本來自哈勃太空望遠鏡。1995年12月18日,哈勃望遠鏡對著大熊座方向的一片小片看似死寂的天區(下圖黃色框)凝視:在超過10天的耐心觀測中,哈勃對這片天區進行了342次拍攝,最終合成一張舉世震驚的圖像——哈勃深場。誰也沒有想到,在死寂背後,竟隱藏著一片星漢燦爛。
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2014最美哈勃太空照:小星系大黑洞
哈勃望遠鏡升空已經20多年了,為我們呈現宇宙的精彩一面,在這四分之一世紀內,哈勃望遠鏡一直通過2.4米直徑的望遠鏡觀測宇宙,從星系群到系外行星到黑洞。圖中示意的是,在一個小星系中發現的一顆2000萬倍太陽質量的黑洞,相比之下我們銀河系中心黑洞質量為400萬倍太陽質量。
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哈勃今天30歲,它看過每個人生日當天的瑰麗宇宙
宇宙演化示意圖丨原圖:nobelprize.org,翻譯:luna用力看到更深的宇宙這是運用DD時間做出的又一個非常重要的成果,簡而言之就是讓哈勃空間望遠鏡對著太空中的一小塊區域使勁地看,一看看幾個星期幾個月,在這麼長時間的積累下,哈勃望遠鏡就能夠
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哈勃發現迄今最遙遠的星系
在22年前的今天,1998年10月8日(農曆1998年8月18日),哈勃發現迄今最遙遠的星系。1998年10月8日,哈勃發現迄今最遙遠的星系。天文學家今天說,哈勃太空望遠鏡朝著比以前更遠的空間和時間望去,發現了有可能已經存在了130億年的星系。這些星系可能是在宇宙剛剛誕生後形成的。
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哈勃太空望遠鏡拍攝的10張最美豔的照片
NGC 2207是最大的星系,已經在「掃掠」 IC 2163中的一些恆星和物質。 (幾乎)碰撞星系是1835年由英國天文學家約翰·赫歇爾(John Herschel)發現的。 多虧了哈勃望遠鏡,我們現在有了碰撞過程中這些星系的非常漂亮的圖像。
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星系誕生時的光傳播132億年被我們看到,這個星系的年齡和距離呢
目前人類已知最遠最古老的星系是UDFJ-39546284,誕生於宇宙只有大約5億年的時間,那麼它是怎麼被發現的?以及現在離我們多遠?我們在網上得到的信息是它距離我們132億光年?真實的距離是這樣的嗎?我們就分析下這個問題!又是哈勃的偉大貢獻怎樣能看得更遠?
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100萬秒曝光浮現出肉眼看不到的1萬個星系,揭秘哈勃望遠鏡的內功
>圖片解讀:超深場圖像2004年哈勃通過100萬秒曝光成像出1萬個星系構成的超深場圖像,此時宇宙只有8億年的歷史,這個成果對星系演化的研究有極為重要的幫助,展示了哈勃望遠鏡深厚的內功,此時的哈勃應該說處於最佳狀態。2005年,哈勃對柯伊伯帶天體XENA進行了成像構成,距離地球超過100億英裡,在行星學上有重要貢獻。
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為什麼哈勃常數並不是一個常數?
哈勃極端深場的一部分,在全紫外-可見光-紅外光線下,獲得了迄今為止最深遠的圖像。這裡顯示的不同星系距離不同,紅移也不同,這讓我們能夠理解宇宙今天是如何膨脹的,以及膨脹率是如何隨時間變化的。如果測量這條線的斜率,你會得到一個值,通俗地說就是哈勃常數。但它實際上根本不是一個常數,因為它隨著時間而變化。這背後的科學原因是什麼?。說明紅移如何在膨脹的宇宙中起作用。當一個星系變得越來越遠時,它發出的光必須經過越來越遠的距離,並在不斷膨脹的宇宙中停留更長的時間。
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108億光年外,哈勃發現星系「大戰」的遺蹟,一星系被打出巨洞
這個被打出巨洞的星系名為「R5519」,ARC三維全天體物理學卓越中心(ASTRO 3D)的天文學家通過哈勃所拍攝的圖像,發現了這個形狀特異的星系。進一步研究發現,在「R5519」星系內,恆星形成速度至少是我們銀河系的50倍,這就為上述觀點提供有力的證據。為什麼這麼說呢?這是因為恆星通常都是形成於原始星雲的坍塌,而這個過程是需要外力來「幫忙」的。
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如何測量星系團中熱氣體的粘度,以了解星系團之間的動力學?
與此同時,在這些研究的進行過程中,科學家們還對其中一個氣體密度相對更低的區域進行了研究。在這裡,熱氣體的顆粒需要行進得更遠,大概需要大約100000光年,才能夠達到彼此相互作用。由此,錢德拉X射線天文臺便可以在這場漫長的旅行中,探測到這些粒子的行蹤。