你还记得那首很有名的儿歌吗?“一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星,挂在天空放光明,它是我们的小眼睛......”。很好听是吧?这首歌其实是英国儿歌《Twinkle, twinkle, little star》翻译过来的,已经有200多年历史了。它告诉孩子们,天上的星星是会闪烁的,就像调皮的孩子眨眼睛一样。
群星闪烁的模拟动画
星星本身不会眨眼睛,它之所以看起来一闪一闪,是因为大气湍流的缘故。天空中的空气密度不均匀,它在流动时会导致星光发生不规律的折射和散射,这给天文观测带来不小的麻烦。
为了解决大气湍流造成的问题,科学家们想了许多办法,一是建造更大的光学望远镜;二是配合激光监测大气湍流,再通过改进计算方法来进行图像补偿,进而获得更高的分辨率;再就是把望远镜放到更高、更干燥的地方。但这些办法都不能从根本上消除空气对天文观测的影响。
用激光束监测大气湍流
1946年,天文学家莱曼·斯皮策写了一篇论文《外星天文台的天文优势》,提出把望远镜发射到太空中去,这样至少有两个好处:一、没有大气的散射,可以用更小的望远镜获得更清晰的图像;二、在太空可以观测紫外线和红外线,这些光大部分会被大气层吸收,地面设备无法接收到。
哈勃望远镜在距离地面538公里的高度运行
经过科学家们几十年的努力争取,由欧洲航天局和美国NASA牵头,加上几十所大学的科研团队共同参与,在耗费47亿美元(FAST才6.67亿RMB)之后,哈勃太空望远镜于1990年4月24日由发现号航天飞机携带升空,在距离地面约538公里的近圆轨道上运行。到现在它总共花了100亿美元。
转眼间,哈勃望远镜已经升空30周年了。