天文望远镜的进步

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英国媒体报道，英国研究小组12月8日宣布，美宇航局“哈勃”太空望远镜日前观测到迄今最遥远的星系，并拍下一组前所未见的星系照片，这一重大发现令天文学家们激动不已。

“哈勃”新相机建功勋

据悉，这组照片是由安装在“哈勃”太空望远镜上的新相机——“大视野相机3”(WFC3)拍摄的。这台高敏感度相机可以看到遥远天体发出的星光——被不断膨胀的宇宙“拉伸”的光。分析过新照片的科学家表示，它们揭示的星系恐怕是迄今观测到的最遥远的星系，诞生于宇宙大爆炸6亿年后。两个英国科学家小组在最新一期的《皇家天文学会月刊》（journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上公布了他们的分析结果。

今年初，美宇航局发射“亚特兰蒂斯”号航天飞机对“哈勃”太空望远镜进行升级和维修，“大视野相机3”就是在这次任务中安装的。这台先进的相机对红外光十分敏感。红外光的波长大概是可见光波长的两倍，是肉眼看不到的。英国牛津大学天文学家安德鲁·巴克(Andrew Bunker)博士领导的一个研究小组对“哈勃”拍摄的这组新照片进行了分析。

据他介绍，“大视野相机3”捕捉到的光“开始了其在可见光范围内的生命，并已被拉伸至更长的波长，所以看上去更红。”其中一些新照片拍摄于一个名为“哈勃超深空”(Hubble Ultra Deep Field)的太空区域。巴克及同事五年前利用“哈勃”望远镜上的高级巡天相机(ACS)首次对该地区进行过分析。

巴克说：“我们可以充分利用这个以较长波长拍摄的新数据，并将其同在可见光谱下拍摄的现有数据结合在一起。我们用较长波长和较短波长制作出彩色照片，寻找与众不同的重要线索。”这一线索建立在天体的色彩之上。天体越红，它的光越会被拉长，距离地球也会越远。

了解早期宇宙状况

捕捉到这束被拉长的星光可以让天文学家对早期宇宙状况有所了解。英国剑桥大学天文学会博士后研究员丹尼尔·斯塔克(Daniel Stark)也参与了两个研究小组的分析。他说：“我们可以回顾年代距现在更远的宇宙状况，确认那些在宇宙历史仅相当于当前5%的年代(即宇宙大爆炸发生后10亿年内)形成的星系。”

巴克表示，新发现的星系的精确距离尚未得到确认。他说：“这些都是最遥远的星系之一，可能还是迄今观测到的最遥远的星系。”据巴克介绍，若想证实这一点，天文学家必须要研究每个星系的光谱，测量其“红移”(指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象)。也就是说，对遥远天体的光被拉长的幅度进行测量。

爱丁堡大学教授吉姆·邓洛普(Jim Dunlop)同罗斯·麦克卢尔(Ross McLure)博士领导另一个研究小组也分析了“哈勃”望远镜拍到的最新数据。邓洛普说：“这些新观测数据可能是‘哈勃’有史以来拍到的敏感度最高的照片。”他认为，后续研究可能要等到接替“哈勃”的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜(JWST)2014年发射升空的时候。

望远镜技术的新突破

巴克博士称，詹姆斯·韦伯太空望远镜“是望远镜技术的下一个巨大突破”。对此，他解释说：“詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据搜集范围更广，更适于在红外光环境下工作。有了这台先进的望远镜，我们将如虎添翼，可以一次拍摄多个天体的光谱。届时，我们不用再对奇特的星系进行分析，而是可以搜集更有意义的样本，从事真正的科学研究。”

2007年，美国加州理工学院教授理查德·埃利斯(Richard Ellis)领导的一个研究小组报告说，他们在与最新发现的星系相同甚至更远的距离观测到星系发出的光。埃利斯的研究小组当时采用了一种名为“引力透镜效应”(gravitational lensing)的技术，即利用距地球相对近的天体的引力，放大更远天体的光。

巴克过去一直在与埃利斯的团队合作。据他介绍，科学界依旧在积极研究埃利斯团队“激动人心的”发现。巴克说：“他们观测到的星系确实极为模糊。他们看到的是发热的气体，所以，对科学界的可行性研究造成了很大限制，难以得到证实。”巴克最后表示，他期盼着埃利斯的研究成果最终能得到确认，同时，所有这些研究都存在“互补性”，“向我们展示了星系形成的不同方面。”