『壹』 为什么哈勃望远镜能让类星体的让宿主星系现原形,而地面望远镜则不行
哈勃望远镜能够清晰地观测类星体的宿主星系,而地面望远镜往往难以做到,这主要是由以下几个关键原因导致的:
1. 大气湍流的影响
地球大气层是望远镜观测的主要障碍之一。地面望远镜的观测要穿透大气层,而地球大气中存在湍流和气体分层运动,这些动态现象会不断改变光的传播路径,导致“星星眨眼”的效应,也称为大气闪烁。大气湍流使得来自类星体和宿主星系的光线在地面观测时发生畸变,从而大幅降低了图像的分辨率和清晰度。
哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)位于地球大气层之上,在太空中运行,完全避免了大气的干扰。因此,哈勃可以获得非常清晰和稳定的图像,能够细致地分辨出类星体及其宿主星系的细节。
2. 角分辨率的提升
望远镜的角分辨率决定了它能够分辨多小的细节。角分辨率与光的波长和望远镜的口径有关,但地面望远镜即便具有足够大的口径,因大气湍流而受限,实际分辨率很难接近其理论极限。
哈勃望远镜则具有较高的角分辨率,可以充分发挥其2.4米口径的光学潜力。在无大气干扰的情况下,哈勃能够精确区分类星体与宿主星系的不同结构。例如,哈勃可以分辨出类星体核心与宿主星系中的恒星分布,揭示它们的关系和结构特征。
3. 高对比度成像
类星体是非常明亮且紧凑的天体,通常其亮度比宿主星系中的其他区域高出很多倍。对于地面望远镜来说,强烈的类星体光芒容易导致宿主星系的微弱光芒被淹没,导致无法有效区分两者。这是因为大气中的闪烁和散射会进一步扩散类星体的光芒,使得类星体的“光晕”对周围区域产生强烈影响。
哈勃望远镜能够在高对比度下进行成像,它的高分辨率成像能力可以有效地减少类星体光晕的影响,从而使得类星体宿主星系的细节得以显现。哈勃还可以通过多波段观测(包括紫外线、可见光和红外线),更好地分离类星体的光与宿主星系的光。
4. 自适应光学的限制
虽然一些地面望远镜使用了自适应光学技术来减小大气湍流的影响,提升图像质量,但这种技术仍存在局限性。自适应光学系统需要使用参考星或激光导星来实时调整反射镜,从而校正大气湍流带来的畸变。然而,自适应光学在观测到较大视场或非常遥远天体(例如类星体)时,校正效果有限,尤其是在观测复杂、明暗对比强烈的场景时,仍然难以与太空望远镜相媲美。
5. 哈勃的稳定轨道和精确指向
哈勃望远镜在太空中通过陀螺仪和反作用轮来保持非常稳定的姿态,并能够精确地指向目标天体,这对于获得清晰图像至关重要。地面望远镜则受限于地球自转、支架震动等因素,尽管通过先进的跟踪系统可以减小这些影响,但在极端条件下的稳定性还是远不如哈勃。
总结
哈勃太空望远镜能够让类星体的宿主星系现出“原形”,主要得益于它在太空中运行,避免了地球大气层带来的干扰,拥有更高的角分辨率和对比度成像能力。这使得它可以清晰地分辨类星体和其宿主星系的细节。而地面望远镜则受限于大气湍流、仪器稳定性和对比度问题,尽管有自适应光学等技术来改进观测质量,但效果仍难以完全匹敌哈勃在太空中的无干扰观测能力。因此,哈勃望远镜能够揭示类星体及其宿主星系之间复杂的结构关系,而这是地面望远镜在现有条件下难以实现的。
『贰』 美国造出全球最大望远镜,到底能探测多远
美国 "哈勃”望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星照相机可拍摄上百个恒星的照片,其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上,1.6万公里以外的一只萤火虫都难逃它的“法眼”。它创造了一个个太空观测奇迹,包括发现黑洞存在的证据,探测到恒星和星系的早期形成过程,观测到迄今为止人类已发现的最遥远、距离地球130亿光年的古老星系。
天文望远镜的设计要求和观看景物的有很多差别。比如,采用长焦距的镜片,使视野非常狭窄,而且一般的天文望远镜,因为内部不使用棱镜,往往成的像是倒的,即使加上正像镜,操作也很麻烦,而且都不防水,保养是个问题。所以,实际上天文望远镜,并不适合观看景物。