为什么我们要把望远镜送上太空？

为什么我们要把望远镜送上太空？

哈勃太空望远镜在1990年被发射到地球轨道上，29年多了。斯皮策太空望远镜，哈勃探测红外的妹妹。多重X射线观测站，包括钱德拉X射线观测台，XMM牛顿望远镜，核分光望远镜阵都在远远高于地球表面的地方从他们栖息的地方探测天空。在下个十年，美国国家航空航天局计划发射韦布空间望远镜，下一代的哈勃和斯皮策，它将绕太阳运转。

把一个望远镜放在太空有很多局限。首先，它不能太大，因为要需要小到能够放进搭载它的火箭。我们修复它的能力也是有限的，我们要确保它没有任何问题。最后，显而易见的是，它非常昂贵。所以为什么还要往太空发射望远镜？

我们将望远镜发射到太空绕着地球转最主要的原因是我们要得到我们研究的行星和星系更清晰的图片。我们的大气像是一个篮子保护着我们，只让一些光透过而挡住其他的。大多数时间这是一件好事。当我们外出时被高能量的X射线和伽马射线照射时，在高的防晒指数也无法保护我们。但是这个保护在我们想要收集其他形式的光用于地面上的研究时变成了不幸的事。我们不能精确地要求大气给我们希望到达地面的光一个特例。

一些形式的光像是上述的伽马射线，X射线，以及大多数的紫外红外光不能从地面直接被我们观察，因为它们完全被地球大气阻挡。把望远镜放在地球大气之外，是我们观察在这些波下的宇宙是什么样子的唯一方法。

所以为什么我们不坚持在没有完全被大气层阻挡的波长下观测呢？当少了一半波时，那看上去就像一个谜团。没有在红外下的观测，我们就无法理解星星是如何形成的。星星大部分的时间在我们能从地面上看到的可视光波下闪烁，但是它们生于大团大团的气体和尘埃的倒坍，此时会发射出红外光。星星被尘埃遮盖，因此在它们生命的初期在可见光下是看不到的。

如果没有在X射线下观测黑洞的能力，我们对黑洞的研究就会大大被限制。黑洞绰号里的黑就是这样得来的，尽管天文学家很正在去接近，到目前为止，黑洞不能直接被看到，。但是当黑洞收集它周围的物质时会形成一个旋转的圆盘，当这些物质加入被天文学家称之为吸积盘的东西时会放出X射线。这些X射线能够提供关于黑洞的质量和能量的信息。

但是空间望远镜不只是为了观测被大气层阻挡的各种光。尽管大气层允许可见光通过，我们仍然放置了可见光望远镜在太空轨道，像是哈勃。这是因为大气湍流或者说大气的运动使那些来自于遥远的物体的光在沿着路径向我们和地面上的望远镜运动时摆动。它的摆动导致画面模糊，不如太空望远镜从大气层上提供给我们的照片更加均匀。事实上，你每晚都能够看到这个摆动的发生，就是大气湍流让星星闪烁。

地面望远镜也受天气支配。在地面上，我们总是倾向于把可见光或近红外光望远镜放在山顶上或是在沙漠里，这些地方降水总是很少，因此我们也可以尽可能的让晴朗夜晚多一些。（这些地方也可以帮助避免来自周围城市的光污染的影响）但是这些地方有时也会不幸的碰上下雨天和阴天。

这也有一些大气影响不了的波长，因此在雨天或阴天也可以进行观测。例如，在波长较长的无线电波段，光不会轻易地被大气运动阻断或是被云拦截。限制来自于射电望远镜的图片清晰程度更重要的因素似乎是望远镜的大小而非大气。因此，射电望远镜总是被建在方便安置一个非常大的盘子在类似于波多黎各丛林里的岩溶石灰石形成的地陷的地方。

天文学家正努力提升技巧去提高在地球上的观测的质量，因此，我们在地表进行的观测或许能与借助太空设备进行的观测更好的竞争，至少在可见光和近红外处。

自适应光学，举个例子来说，它使天文学家能够利用变形镜修正由大气引起的照片的失真和模糊。通过观察附近明亮的星星同时对天文中有价值的目标进行观测，仪器可以模拟出真正的大气运动。这些模型会被用来调整望远镜镜子的形状从而消除大气带来的图片失真。

但是要是你想要观察的星球或是星系离能够被用作模拟的附近的星星不够近时,是太不幸了吗？如果是那种情况，天文学家会向天空发射巨大的激光来代替进行观察。这真是太酷了！

哈勃太空望远镜帮助我们去测量宇宙膨胀的速率和它的年龄，做出太阳系卫星的具体细微的图像，并且还可以用来观察灾难性的超新星爆炸，这些爆炸结束了某些星星的生命。斯皮策望远镜向我们展示了宇宙还年轻时的星系，并且我们对于大部分地球之外外星星的了解也来自于它。我们能够从地面上观察很多，但是太空望远镜对于解锁那些宇宙位置的秘密有重大的意义。

1.WJ百科全书

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