一月又一月，一年又一年，哈勃太空望遠鏡用令人目眩神迷的照片震撼了全世界。
——致敬哈勃30週年
30年前，哈勃太空望遠鏡進入距地球約600公里的軌道，從此開始星辰大海的探尋之旅。
哈勃太空望遠鏡
作為第一個進入地球軌道的精密光學天文觀測設備，哈勃對天文學的每一個領域都做出了重大貢獻——從研究我們太陽系的行星到銀河系中的其他恆星和行星，從記錄宇宙中星系的演化到宇宙本身的加速膨脹，可以説，哈勃重新定義了宇宙，並且以一種超出科學理解的發自肺腑和情感的層次與我們普通大眾對話。
1. 宇宙的年齡和膨脹近一個世紀前，天文學家埃德温·哈勃定義了決定宇宙的年齡、大小和命運的基本要素——哈勃常數，確立了宇宙的膨脹概念。
之前，這個常數的值是不精確的，宇宙年齡被估算在100億年到200億年之間。現在，哈勃對造父變星的週期和超新星的觀測，天文學家們對宇宙目前的膨脹率進行了修正，計算出宇宙的年齡是137.5億年。
仙女座造父變星
並且，哈勃觀測結果還發現，宇宙在加速膨脹——獲得了2011年諾貝爾物理學獎。很多科學家認為，這種加速是由一種遍及宇宙的“暗能量”造成的。暗能量可以被認為是一種“反引力”，佔整個宇宙質量能量總和的74%，它以越來越快的速度拉伸空間，將星系推離。這種能量是個謎，並且不能用目前的技術直接測量，但暗能量可以通過其對可見宇宙中物質的影響來表徵。
2. 追蹤星系的成長天文學家們利用哈勃望遠鏡對宇宙中許多發展中的星系進行觀測。通過研究不同時期的星系，天文學家可以看到星系是如何隨時間變化和演化的。他們研究的內容包括星系中恆星和氣體的相對數量，可識別化學元素的類型和數量，以及恆星的形成速度。
哈勃望遠鏡的觀測結果證明了隨着時間的推移，小星系通過與其他星系的合併而成長為我們今天看到的巨型星系。
仙女座M31
天文學家通過對我們鄰近的仙女座的星系M31的觀測，認為在40億年後，我們所在的銀河系會和這個星系發生碰撞，之後，可能會在幾十億年後產生一個巨大的橢圓星系。M31現在離我們有250萬光年遠，但在兩個星系之間的相互引力以及圍繞着它們的不可見的暗物質的作用下，它正在向銀河系移動。
3. 對太陽系的探測哈勃讓我們對太陽系有了更多的瞭解：
哈勃望遠鏡在探測冥王星時，不僅完善了這顆矮行星的表面地圖，還發現了四顆此前不為人知的衞星圍繞着這個冰冷的星球運轉，它們分別是Nix、Hydra、Kerberos和Styx。哈勃還發現，Nix和Hydra在圍繞冥王星旋轉時，其旋轉方式非常混亂。
哈勃望遠鏡在我們太陽系外圍暗淡的區域，發現了兩個柯伊伯帶天體。
舒梅克-列維撞擊木星時的四張哈勃圖像
哈勃望遠鏡觀測到了太陽系中一些小行星和彗星對木星的撞擊。上圖中顯示的是從右下角開始，到左上角結束的一系列四張圖片，記錄了1994年蘇梅克-列維9號彗星與木星撞擊時的景象。
自20世紀30年代以來，天文學家們就一直在關注木星大紅斑（時速300英里的漩渦風暴）逐漸縮小的現象，現在他們正在用哈勃敏鋭地監測它的縮小，並調查其原因。
木星大紅斑在縮小
哈勃在土星和木星的南北兩極拍攝到了明亮的極光。極光是明亮的光幕，出現在有磁場的行星的高層大氣中。並且，通過探測“木衞三”自身極光的相關活動，為“木衞三”地下鹹水海洋的存在提供了迄今為止最好的證據。
哈勃還記錄了木星衞星歐羅巴表面大氣短暫變化的證據。天文學家懷疑這些擾動是由地下海洋噴出的氣體羽流引起的。在尋找地球以外的宜居世界和尋找我們所知的生命的過程中，確定液態水是至關重要的。
4. 瞭解太陽系之外的世界天文學家埃德温·哈勃把星系分類成螺旋形、橢圓形和不規則形。而以他的名字命名的太空望遠鏡揭示了這些星系中前所未有的細節，顯示出錯綜複雜的黑暗塵埃帶和發光的恆星形成結，另外還發現了大量形狀奇特的星系。
不同形狀的星系
在1990年之前，人類發現的系外行星為零。而30年之後，超過4000個系外行星擺在了我們面前，不僅如此，哈勃還可以輔助確定系外行星的大氣層成分。2001年，天文學家利用哈勃首次測量了太陽系外行星的大氣成分，並且於2008年，哈勃在一顆太陽系外的行星上發現了有機分子，對尋找外星生命有着很大貢獻。
5. 暗物質目前科學表明，我們所能觀測到的物質只佔4%左右，而哈勃的觀測結果揭示了暗物質的存在，並在2007年輔助建立了暗物質在宇宙中存在的三維地圖，這種不可見的物質約佔宇宙的23%。
暗物質的存在非常重要，它產生的引力驅使普通物質如氣體和塵埃聚集，並形成恆星和星系。大的星系團同時包含暗物質和正常物質。所有這些物質的巨大引力扭曲了星系團周圍的空間，導致位於星系團後面的物體發出的光被扭曲和放大，這種現象被稱為引力透鏡效應，通過對於這種現象的觀測和研究，為科學家更好地理解暗物質的存在和行為方式有很大貢獻。
星團Cl0024 17(ZwCl0024 1652)
上圖為哈勃望遠鏡拍攝的兩張星團Cl0024 17(ZwCl0024 1652)的照片，右圖霧狀陰影部分顯示了暗物質。
6. 黑洞在每個星系都存在哈勃望遠鏡發現了大多數星系的中心都有巨大的黑洞，而且它們的大小在某種程度上是一致的。哈勃的星系普查顯示，黑洞的質量依賴於它的宿主星系的中央隆起的恆星的質量：星系越大，黑洞越大。這種密切的關係可能是黑洞和它們的星系一起成長的證據，也解釋了宇宙是如何隨時間進化的。
哈勃望遠鏡還為天文學家提供了第一次觀察到圍繞在黑洞周圍的大而平的圓盤狀物質，以及由黑洞驅動的亞原子粒子噴流以接近光速的速度運行的詳細圖像。
黑洞
上圖裏，星系NGC 3379和NGC 3377分別有重達5000萬和1億倍太陽質量的黑洞，而NGC 4486B的核心有一個雙核。
7. 探尋恆星的誕生哈勃的紅外探測器穿透了由氣體和塵埃組成的巨大而混亂的雲團——在那裏有成千上萬的恆星正在孕育生命。觀測表明，恆星的誕生是一個劇烈的過程，會產生強烈的紫外線輻射和衝擊波。下圖中，是赫比格-哈羅34號的誕生，那些發光的、塊狀的物質流左右移動，就是恆星誕生的標誌。
哈勃捕捉到了年輕的恆星所發出的高能氣體噴流的細節。這些噴射流是氣體漩渦形成新恆星的副產品，其中一些被磁場引導，從旋轉恆星的兩極以超音速向相反方向噴射。現在，天文學家已經看到了這些噴射流的運動和形狀隨時間的變化。測量和研究這些變化對於解開形成這些變化的複雜物理過程以及更好地瞭解新生恆星周圍的環境是非常重要的。
赫比格-哈羅34號的誕生
8.探尋恆星的死亡哈勃望遠鏡揭示了恆星晚年的很多細節，最讓人印象深刻的是，這些恆星死亡時拋出的塵埃和氣體殼形成了行星狀星雲，無與倫比的美麗，有些像風車，有些像蝴蝶，還有一些像沙漏。而且，這些圖像讓天文學家在得以深入瞭解在恆星坍縮形成白矮星之前，伴隨其外層氣體層釋放的複雜動力學。
行星狀星雲驚人的多樣性和驚人的複雜性
9.探尋行星的誕生天文學家通過哈勃望遠鏡確認了行星是在恆星周圍的塵埃碎片盤中形成的。哈勃完成了對塵埃碎片盤最大、最靈敏的可見光成像，它們可能是由行星形成過程中遺留下來的物體之間的碰撞造成的。
長蛇座恆星TW觀測(左)及圖解(右)
在上圖中，哈勃發現了一個巨大的由氣體和塵埃組成的原行星圓盤中，有一個“缺口”圍繞着長蛇座恆星TW旋轉。這個缺口很可能是由一顆正在成長的看不見的行星造成的，它在引力作用下掃蕩物質，在圓盤上劃出一條軌跡（見右圖）。天文學家們在哈勃望遠鏡的照相機裏使用了一個掩蔽裝置來阻擋恆星的強光，這樣就可以看到這個圓盤的結構。
10. 探尋宇宙奇特現象哈勃望遠鏡在宇宙探索中，發現了很多神奇的現象，讓我們對宇宙有了新的認識。
哈勃在正在形成恆星的星系中，發現了已知的宇宙中能量級最高的爆炸——伽馬射線爆發，它們發生在大質量恆星坍縮形成黑洞的過程中。
哈勃發現了“光回聲”。當超新星爆炸後，會向四面八方發出光。而一些沒有射向地球的光，會被塵埃雲反射，並被重新射向我們。因為它在宇宙中走的是一條更迂迴的路線，所以常常在超新星的餘燼熄滅很久之後才到達地球，有時候會晚幾百年的時間。通過研究光回聲，天文學家可以破譯在宇宙久遠歷史中曾發生的過去。
來自V838Mon的光回聲
30年來，哈勃太空望遠鏡擺脱了地球大氣的光扭曲和阻擋效應，將宇宙的神奇、美麗和神秘帶到地球，改變了我們對宇宙的理解，揭示了很多謎題的答案。
今年，美國宇航局、歐洲宇航局和加拿大宇航局合建的詹姆斯-韋伯望遠鏡和我國的巡天號光學艙，將會升空，成為新一代的宇宙探索先鋒。
不過，哈勃還會繼續工作下去，雖然不再會有新的維護，但是隻要沒有損壞，哈勃仍然是全世界天文學家最強的科研工具之一，它會繼續探尋星辰大海，擴展我們宇宙知識的邊界。
圖片和數據均來自於NASA
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