一月又一月，一年又一年，哈勃太空望远镜用令人目眩神迷的照片震撼了全世界。
——有感于纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》
30年前，哈勃太空望远镜进入距地球约600公里的轨道，从此开始星辰大海的探寻之旅。
哈勃太空望远镜
作为第一个进入地球轨道的精密光学天文观测设备，哈勃对天文学的每一个领域都做出了重大贡献——从研究我们太阳系的行星到银河系中的其他恒星和行星，从记录宇宙中星系的演化到宇宙本身的加速膨胀，可以说，哈勃重新定义了宇宙，并且以一种超出科学理解的发自肺腑和情感的层次与我们普通大众对话。
1. 宇宙的年龄和膨胀近一个世纪前，天文学家埃德温·哈勃定义了决定宇宙的年龄、大小和命运的基本要素——哈勃常数，确立了宇宙的膨胀概念。
之前，这个常数的值是不精确的，宇宙年龄被估算在100亿年到200亿年之间。现在，哈勃对造父变星的周期和超新星的观测，天文学家们对宇宙目前的膨胀率进行了修正，计算出宇宙的年龄是137.5亿年。
仙女座造父变星
并且，哈勃观测结果还发现，宇宙在加速膨胀——获得了2011年诺贝尔物理学奖。很多科学家认为，这种加速是由一种遍及宇宙的“暗能量”造成的。暗能量可以被认为是一种“反引力”，占整个宇宙质量能量总和的74%，它以越来越快的速度拉伸空间，将星系推离。这种能量是个谜，并且不能用目前的技术直接测量，但暗能量可以通过其对可见宇宙中物质的影响来表征。
2. 追踪星系的成长天文学家们利用哈勃望远镜对宇宙中许多发展中的星系进行观测。通过研究不同时期的星系，天文学家可以看到星系是如何随时间变化和演化的。他们研究的内容包括星系中恒星和气体的相对数量，可识别化学元素的类型和数量，以及恒星的形成速度。
哈勃望远镜的观测结果证明了随着时间的推移，小星系通过与其他星系的合并而成长为我们今天看到的巨型星系。
仙女座星系 M31
天文学家通过对我们邻近的仙女座的星系M31的观测，认为在40亿年后，我们所在的银河系会和这个星系发生碰撞，之后，可能会在几十亿年后产生一个巨大的椭圆星系。M31现在离我们有250万光年远，但在两个星系之间的相互引力以及围绕着它们的不可见的暗物质的作用下，它正在向银河系移动。
3. 对太阳系的探测哈勃让我们对太阳系有了更多的了解：
哈勃望远镜在探测冥王星时，不仅完善了这颗矮行星的表面地图，还发现了四颗此前不为人知的卫星围绕着这个冰冷的星球运转，它们分别是Nix、Hydra、Kerberos和Styx。哈勃还发现，Nix和Hydra在围绕冥王星旋转时，其旋转方式非常混乱。
哈勃望远镜在我们太阳系外围暗淡的区域，发现了两个柯伊伯带天体。
舒梅克-列维撞击木星时的四张哈勃图像
哈勃望远镜观测到了太阳系中一些小行星和彗星对木星的撞击。上图中显示的是从右下角开始，到左上角结束的一系列四张图片，记录了1994年苏梅克-列维9号彗星与木星撞击时的景象。
自20世纪30年代以来，天文学家们就一直在关注木星大红斑（时速300英里的漩涡风暴）逐渐缩小的现象，现在他们正在用哈勃敏锐地监测它的缩小，并调查其原因。
木星大红斑在缩小
哈勃在土星和木星的南北两极拍摄到了明亮的极光。极光是明亮的光幕，出现在有磁场的行星的高层大气中。并且，通过探测“木卫三”自身极光的相关活动，为“木卫三”地下咸水海洋的存在提供了迄今为止最好的证据。
哈勃还记录了木星卫星欧罗巴表面大气短暂变化的证据。天文学家怀疑这些扰动是由地下海洋喷出的气体羽流引起的。在寻找地球以外的宜居世界和寻找我们所知的生命的过程中，确定液态水是至关重要的。
4. 了解太阳系之外的世界天文学家埃德温·哈勃把星系分类成螺旋形、椭圆形和不规则形。而以他的名字命名的太空望远镜揭示了这些星系中前所未有的细节，显示出错综复杂的黑暗尘埃带和发光的恒星形成结，另外还发现了大量形状奇特的星系。
不同形状的星系
在1990年之前，人类发现的系外行星为零。而30年之后，超过4000个系外行星摆在了我们面前，不仅如此，哈勃还可以辅助确定系外行星的大气层成分。2001年，天文学家利用哈勃首次测量了太阳系外行星的大气成分，并且于2008年，哈勃在一颗太阳系外的行星上发现了有机分子，对寻找外星生命有着很大贡献。
5. 暗物质目前科学表明，我们所能观测到的物质只占4%左右，而哈勃的观测结果揭示了暗物质的存在，并在2007年辅助建立了暗物质在宇宙中存在的三维地图，这种不可见的物质约占宇宙的23%。
暗物质的存在非常重要，它产生的引力驱使普通物质如气体和尘埃聚集，并形成恒星和星系。大的星系团同时包含暗物质和正常物质。所有这些物质的巨大引力扭曲了星系团周围的空间，导致位于星系团后面的物体发出的光被扭曲和放大，这种现象被称为引力透镜效应，通过对于这种现象的观测和研究，为科学家更好地理解暗物质的存在和行为方式有很大贡献。
哈勃望远镜拍摄的两张星团Cl 0024 17 (ZwCl 0024 1652)的照片，右图雾状阴影部分显示了暗物质。
6. 黑洞在每个星系都存在哈勃望远镜发现了大多数星系的中心都有巨大的黑洞，而且它们的大小在某种程度上是一致的。哈勃的星系普查显示，黑洞的质量依赖于它的宿主星系的中央隆起的恒星的质量：星系越大，黑洞越大。这种密切的关系可能是黑洞和它们的星系一起成长的证据，也解释了宇宙是如何随时间进化的。
哈勃望远镜还为天文学家提供了第一次观察到围绕在黑洞周围的大而平的圆盘状物质，以及由黑洞驱动的亚原子粒子喷流以接近光速的速度运行的详细图像。
上图里，星系NGC 3379和NGC 3377分别有重达5000万和1亿倍太阳质量的黑洞，而NGC 4486B的核心有一个双核。
7. 探寻恒星的诞生哈勃的红外探测器穿透了由气体和尘埃组成的巨大而混乱的云团——在那里有成千上万的恒星正在孕育生命。观测表明，恒星的诞生是一个剧烈的过程，会产生强烈的紫外线辐射和冲击波。下图中，是赫比格-哈罗34号的诞生，那些发光的、块状的物质流左右移动，就是恒星诞生的标志。
哈勃捕捉到了年轻的恒星所发出的高能气体喷流的细节。这些喷射流是气体漩涡形成新恒星的副产品，其中一些被磁场引导，从旋转恒星的两极以超音速向相反方向喷射。现在，天文学家已经看到了这些喷射流的运动和形状随时间的变化。测量和研究这些变化对于解开形成这些变化的复杂物理过程以及更好地了解新生恒星周围的环境是非常重要的。
赫比格-哈罗34号的诞生
8.探寻恒星的死亡哈勃望远镜揭示了恒星晚年的很多细节，最让人印象深刻的是，这些恒星死亡时抛出的尘埃和气体壳形成了行星状星云，无与伦比的美丽，有些像风车，有些像蝴蝶，还有一些像沙漏。而且，这些图像让天文学家在得以深入了解在恒星坍缩形成白矮星之前，伴随其外层气体层释放的复杂动力学。
哈勃望远镜揭示了行星状星云惊人的多样性和惊人的复杂性。
9.探寻行星的诞生天文学家通过哈勃望远镜确认了行星是在恒星周围的尘埃碎片盘中形成的。哈勃完成了对尘埃碎片盘最大、最灵敏的可见光成像，它们可能是由行星形成过程中遗留下来的物体之间的碰撞造成的。
长蛇座恒星TW观测(左)及图解(右)
在上图中，哈勃发现了一个巨大的由气体和尘埃组成的原行星圆盘中，有一个“缺口”围绕着长蛇座恒星TW旋转。这个缺口很可能是由一颗正在成长的看不见的行星造成的，它在引力作用下扫荡物质，在圆盘上划出一条轨迹（见右图）。天文学家们在哈勃望远镜的照相机里使用了一个掩蔽装置来阻挡恒星的强光，这样就可以看到这个圆盘的结构。
10. 探寻宇宙奇特现象哈勃望远镜在宇宙探索中，发现了很多神奇的现象，让我们对宇宙有了新的认识。
哈勃在正在形成恒星的星系中，发现了已知的宇宙中能量级最高的爆炸——伽马射线爆发，它们发生在大质量恒星坍缩形成黑洞的过程中。
哈勃发现了“光回声”。当超新星爆炸后，会向四面八方发出光。而一些没有射向地球的光，会被尘埃云反射，并被重新射向我们。因为它在宇宙中走的是一条更迂回的路线，所以常常在超新星的余烬熄灭很久之后才到达地球，有时候会晚几百年的时间。通过研究光回声，天文学家可以破译在宇宙久远历史中曾发生的过去。
来自V838 Mon的光回声
30年来，哈勃太空望远镜摆脱了地球大气的光扭曲和阻挡效应，将宇宙的神奇、美丽和神秘带到地球，改变了我们对宇宙的理解，揭示了很多谜题的答案。
今年，美国宇航局、欧洲宇航局和加拿大宇航局合建的詹姆斯-韦伯望远镜和我国的巡天号光学舱，将会升空，成为新一代的宇宙探索先锋。
不过，哈勃还会继续工作下去，虽然不再会有新的维护，但是只要没有损坏，哈勃仍然是全世界天文学家最强的科研工具之一，它会继续探寻星辰大海，扩展我们宇宙知识的边界。
图片和数据均来自于NASA。
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