当哈勃目不转睛地看了100个小时(2015)

2020-07-25 00:26:05

1995年,天文学家鲍勃·威廉姆斯(Bob Williams)想用哈勃太空望远镜对准一片完全没有不同寻常之处的天空。整整100个小时。

他的同事告诉他,这是一个糟糕的想法,浪费了宝贵的望远镜时间。他们说,人们会用棚子里最锋利的工具杀死那么长时间,此外-威廉姆斯希望看到的遥远星系绝不会足够明亮,让哈勃探测到。

此外,哈勃的另一次失败将是一场公关噩梦。人们对这个已经耗资数十亿美元的项目的看法相当悲观。不久前,宇航员将哈勃拖入奋进号航天飞机的货舱,并纠正了这架珍贵望远镜的视力中的一个灾难性缺陷。修复后,天空中以前失明的眼睛终于可以看到星星,而不仅仅是模糊的光点。现在,终于到了开始抹去哈勃早年的挫败感的时候了。

只是什么都不看,结果一无所获似乎不是最好的办法。

但威廉姆斯并没有被吓倒。而且,老实说,他的同事们怎么抗议都无关紧要。作为太空望远镜科学研究所所长,他有一定的哈勃时间可供个人支配。他解释说:“望远镜分配委员会永远不会批准一个如此漫长、有风险的项目。”但作为导演,我有10%的望远镜时间,我可以做我想做的事情。

Wiliams怀疑,10亿光年的凝视可能会在一张照片中捕捉到亿万年的星系进化,并揭示出一些有史以来最暗、最远的星系。对他来说,潜在的观察对于理解宇宙是如何进化来说是如此重要和如此基础,以至于这个实验是不假思索的,后果见鬼去吧。

“科学发现需要冒险,”威廉姆斯说。在我职业生涯的某一时刻,我曾说过,“如果真的那么糟糕,我会辞职。”我会倒在我的剑上。‘“。

因此,也许他的工作岌岌可危,威廉姆斯离开了,组建了一个博士后小组,并完全按照他的计划行事。在2011年12月18日至28日期间,哈勃凝视了北斗七星手柄附近仅有满月约1/30宽的一小块天空,持续了100个小时。该望远镜总共拍摄了该地区的约342张照片,每张照片的曝光时间在25至45分钟之间。这些图像经过处理和组合,然后着色,17天后向公众公布。

原来“什么都没有”实际上塞满了许多星系。其中3000多个泄漏出来,其中一些大约有120亿年的历史。螺旋形、椭圆形、不规则红色、白色、蓝色和黄色的光斑从最终的合成图像中跳跃而出,以科学家无法想象的方式撕裂了宇宙。

《纽约时报》的约翰·诺布尔·威尔福德在《纽约时报》上写道:“有了这项成就,宇宙中估计的星系数量大幅增加--达到500亿个,是之前预期的五倍。”和一些更老的星系--那些被认为不可能被哈勃望远镜看到的遥远昏暗的星系--看起来真的、真的不一样。

哈佛-史密森天体物理中心的罗伯特·基什纳说:“当星系还很年轻的时候,它们非常不规则--它们发生碰撞,它们在喷发,它们在青春期爆发。”他是最初认为深部油田是个坏主意的科学家之一。“鲍勃是对的,我错了。使用这段可自由支配的时间是一件勇敢的事情,“他说。

但还有更多。威廉姆斯提前与夏威夷凯克望远镜的天文学家取得了联系,并要求他们将地面上的枪对准同一片天空。总而言之,这些观测帮助天文学家开发了一种确定到这些星系的宇宙学距离的捷径,解锁了宇宙的大部分。

至于公共关系呢?这张现在被称为哈勃深场的图像几乎吸引了所有人。说这是一次胜利是轻描淡写的。诺贝尔奖获得者、詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)高级项目科学家约翰·马瑟(John Mather)说:“说‘我们要指出什么地方什么都没有’的勇气很有趣。”“鲍勃·威廉姆斯(Bob Williams)的领导能力得到了很多人的认可。”

不久之后,威廉姆斯的实验在南部图卡纳星座的另一片天空中重复进行,并被称为哈勃深地南方。2004年,一次300万秒的一无所有的曝光产生了哈勃超深场,里面充满了比原来更多的星系。2012年,结合哈勃极深场10年的超深场曝光,制作了哈勃极深场。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的哈勃资深科学家詹妮弗·怀斯曼说,这些图像为我们提供了“充斥着宇宙的数千亿个星系的一瞥”。“这让我和许多人停下来安静地思考我们生活的这个宏伟的宇宙,并感激我们有机会看到它。”

韦伯望远镜的项目科学家杰森·卡利拉伊(Jason Kalirai)更进一步,将哈勃深部领域置于相当令人印象深刻的历史背景中。他说:“即使是最早的文明也可能会问自己的一个问题是,‘我们在宇宙中的位置是什么?’”在我们的历史上,这个问题的主流答案被推翻了几次,他说。一次是伽利略把望远镜对准木星及其卫星,帮助证明并非所有东西都围绕地球旋转;另一次是天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)在20世纪初表明,并不是天空中的每一点光都属于我们自己的星系。

第三个是哈勃深部区域。Kalirai说:“这表明宇宙中充斥着这些星系,如果你统计一下你看到了多少星系,想想夜空中还有多少星系,你就可以得出结论,银河系中的星系和恒星的数量一样多,”Kalirai说,“这表明宇宙中充斥着这些星系,如果你普查一下你看到的星系的数量,想想夜空中还有多少星系,你就可以得出结论,银河系中的星系和恒星的数量一样多。”

至于大卫·威廉姆斯呢?嗯,他用一种典型的低调方式总结了这次经历:“事实证明,这是一个整洁的形象。真的“