揭密全球十大望远镜 世界十大望远镜拍摄图片欣赏

揭密全球十大望远镜 世界十大望远镜拍摄图片欣赏

在1608年10月2日，荷兰官员在认真地思考一项专利申请，这是眼镜店老板汉斯·利伯谢(Hans Lippershey)提交的一项发明，他声称这种装置能够将一定距离的物体看起来如同就在身边，通过它能够放大物体和景象。这就是最早纪录的望远镜概念。几个月之后，意大利物理、天文学家伽利略手中便拿着望远镜进行天文观测。

最初的望远镜非常简单，是由非常小的镜片组成，放在一个手臂长的内空木管中。然而，400年之后的今天，世界上最大的望远镜则要求建造在高耸的山脉上，数吨的钢铁用于支撑巨大的镜面，从而使科学家能够观测太空中广袤的区域。2008年6月，在召开的一次天文学家讨论发言会议上，戴卫·索贝尔(Dava Sobel)宣称，通过望远镜观测太空是人类作为一种生命体形式完成最杰出的成就之一。

以下是全球十大最大天文望远镜，其中的照片是这些地面上最大的光学/红外线望远镜拍摄完成的。

1、加那列大型望远镜(Gran Telescopio Canarias)

加那列大型望远镜

目前，世界上最大的地面基础望远镜就是加那列大型望远镜，它位于西班牙帕尔马加那列岛屿中的一个小岛上，据称，加那列岛屿安置了多个大型望远镜。该望远镜的镜面直径为10.4米，是由36个定制的镜面六角形组件构成，安装需要精确至1毫米范围。它共投资1.75亿美元，是由西班牙政府、两所墨西哥研究机构和美国佛罗里达州大学共同合作建造的。

在将望远镜组件安装之前，每个组件都被命名为本地群岛中民间传说中的神灵名字，或以岛上动植物名称命名。

加那列大型望远镜拍摄的图片

加那列大型望远镜的36个镜面组件最后一批安装完成，然而它的第一次亮相是在2007年7月，当时仅安装了12个镜面组件。它观测的第一颗恒星是非常接近于北极星的“第谷1205081”(Tycho 1205081)，之后这个大型望远镜更多捕捉的天文图片是拍摄一组交互式影响的星系——UGC 10923。每次拍摄结果都显示恒星形成区域出现了膨胀，拍摄曝光时间为50秒。

2、凯克望远镜(Keck I & II)

凯克望远镜

W. M.凯克望远镜坐落于夏威夷莫纳克亚山顶，海拔4200米，凯克I & II是两个完全一样的望远镜，它们分别是由36块镜面六角形组件构成，整体镜面直径为10米，每块镜面口径均为1.8米，而厚度仅为10厘米，通过主动光学支撑系统，使镜面保持极高的精度。该望远镜主要设备有三个：近红外摄像仪、高分辨率CCD探测器和高色散光谱仪。

每台望远镜有8层楼高，重300吨，目前天文观测精度可达到毫微米程度。1993年，凯克I望远镜投入科学观测使用，1996年凯克II望远镜投入使用。天文学家要使用该望远镜1-5个晚上，必须预先得到委员会的审批，并在委员会的协助下操作望远镜，通常天文学家在夏威夷瓦梅亚(Waimea)天文观测总部远程收集数据。

凯克望远镜拍摄的图片

通过取消大气中的扭曲变形，近期适应性光学系统调整提高了凯克望远镜的地面基础天文观测能力，观测图片比之前清晰了10倍。举个例子，由凯克激光引导恒星适应光学系统拍摄的蛋云翳(Egg Nebula)近红外波长的合成图片，这是一个原行星云翳，在其生命的最后阶段，云翳最外部有垂死恒星正在脱落，当恒星表面越来越多的物质开始脱离，其表面变得更加炽热，使得紫外光线电离成为气体，从而在望远镜观测下呈现出美丽的色彩。该区域几千年之后可以形成行星。

3、非洲南部大型望远镜

非洲南部大型望远镜，简称为SALT，位于非洲南部的一个小山顶上，它是南半球最大的单光学望远镜。它是由91块镜面六角形组件构成，整体镜面实际有效直径为10米。望远镜能够探测到月球距离如同烛光的微弱光线，该望远镜于2005年首次投入使用。来自南非、美国、德国、波兰、英国和新西兰等国家的天文学家均使用过非洲南部大型望远镜。

非洲南部大型望远镜拍摄的图片

这张图片显示的是“宇宙涅磐凤凰”吗？实际上，这是三个星系碰撞合并的情景，之前天文学家们称这张图片为“大鸟”，并鉴别这仅是两个星系碰撞合并，之后通过非洲南部大型望远镜的最新观测表明，这是三个星系的碰撞结果，在“大鸟”头部有很清晰的分离物质区域。为了建立这张图片，非洲南部大型望远镜使用它的光谱摄制仪向望远镜协会提供宝贵的观测资料，光谱摄制仪能够将光分解成构造颜色。这可能用于研究星系的物理状况和三个星系碰撞过程中移动路径的详细情况。“大鸟”部分区域中星际物质的分离速度超过了400公里/秒。能够在合并星系中观测到这样高速率运行的星际物质是非常罕见的。

4、霍比-埃伯利望远镜

霍比-埃伯利望远镜

霍比-埃伯利望远镜位于美国德克萨斯州福瓦克斯山，简称为HET，它与非洲南部大型望远镜十分相似。它是由91块镜面六角形组件构成，每块镜面直径为1米，由小型计算机控制电动机进行持续性排序。整体镜面直径可达到11米，实际可用的仅有9.2米。该望远镜能够探测到比人体肉眼可观测光线暗1亿倍的宇宙光线。其设计和建造采用了一个独特的方式，使它能够吸收大型的光线，尤其是光谱仪，其成本非常低廉。

霍比-埃伯利望远镜拍摄的图片

霍比-埃伯利望远镜能够观测到太阳系外行星和伽马射线爆，目前它用于观测人类无法看到的宇宙神秘物质——暗能量。在为期3年的特殊计划“HETDEX”(霍比-埃伯利望远镜暗能量实验)中，该望远镜能够观测到距离90-110亿光年之遥的100万多个星系，从而可以绘制迄今最大的宇宙地图。这张宇宙地图可使天文学家测量宇宙在不同时期的膨胀速度，希望能够揭示不同宇宙纪元暗能量的作用，目前，该望远镜将搜寻观测与大北斗星体交迭的宇宙区域。

5、大型双筒望远镜

大型双筒望远镜

大型双筒望远镜简称LBT，它是由两个紧紧相邻的8.4直径望远镜构成，它们可以分离工作，当合并工作时就像一个单一、更大型的望远镜。第一个望远镜是于2004年在美国亚利桑那州格雷厄姆山顶上架设，第二个望远镜是从2005年开始安装，直到今年初，两个望远镜才实现合并式观测。

大型双筒望远镜拍摄的图片

大型双筒望远镜拍摄到第一张图片，显示的是NGC 2770星系，距离地球1.02亿光年。这实际上是一张合成图片：相同的场景分别以紫外线和绿光线进行拍摄，从而显示出该区域恒星形成的活动性，同时红色光区域显示的是更老、更冷的恒星。这样的三张图片合并之后便形成一张美丽的图片，能在同一时刻展现该星体的不同特征。

6、昴宿星团望远镜

昴宿星团望远镜

如图所示，这是在将昴宿星团望远镜运送到夏威夷莫纳克亚山的半山腰，该望远镜的直径为8.2米，这是一台光学/视觉红外线望远镜，它有三个特点：一是镜面薄，通过主动光学和自适应光学获得较高的成像质量；二是可实现高精度跟踪；三是采用圆柱形观测室，自动控制通风和空气过滤器，使热湍流的排除达到最佳条件。此望远镜采用密排式(Serrurier)桁架，可使主镜框与副镜框在移动中保持平行。

它能够和凯克天文台共同分享其他望远镜的观测数据。它拥有当今世界上最大的望远镜单镜片，使用权归日本国家天文台，但是来自世界各地的天文学家均可使用。该望远镜的命名来自于一个年轻的恒星群——“昴宿星团”(Pleiades)。首次科学观测于1999年进行。

昴宿星团望远镜拍摄的图片

这是昴宿星团望远镜拍摄到的S106恒星形成区域的绚丽、清晰的红外线图片，S106距离地球2000光年。该区域中心最大质量的恒星叫做IRS4，它有1万年的历史，其质量是太阳的20倍。此外，天文学家发现许多星体的质量都低于该区域的双子星体，很可能它们是褐矮星。

7、欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪

欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪

它是由4个8.2米直径望远镜构成，坐落于智利塞罗-帕拉纳山上，它们可以单独操作，或者形成一个甚大望远镜干涉仪。甚大望远镜所装配的仪器可提供详细的观测资料，捕捉十亿分之一秒的星体运动变化。这种联合式天文学观测能探测到比人体肉眼可见光暗40亿倍的宇宙光线。

欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪拍摄的图片

甚大望远镜帮助天文学家深入观测如图所示的宇宙“油炸圈饼”结构，这被认为是许多星系中心处的一个超大质量黑洞，通常，在黑洞附近的区域非常明亮，要比星系其他区域亮度高几个数量级。间接性证据告诉天文学家这是一个厚油炸圈饼外形的气体和灰尘结构，该结构包裹着黑洞。之前没有任何一位天文学家对该星体结构进行直接观测。2003年，天文学家使用甚大望远镜，能够揭示NGC 1068星系中心这个油炸圈饼结构的神秘面纱。

8、双子望远镜

双子望远镜并不是紧紧相邻的两个望远镜，这是两个8米直径光学/红外线望远镜，分别位于东西半球上两个最佳天文学观测点。位于北半球的望远镜与夏威夷莫纳克亚山的其他望远镜协同操作，位于南半球的望远镜坐落于智利塞罗-帕拉纳山上。将望远镜分别放置在两个半球，便于进行全天候系统观测。其主镜采用主动光学控制，副镜作为倾斜镜快速改正，还将通过自适应光学系统使红外线区域接近衍射极限。

双子望远镜拍摄的图片

它给天文学家们留下了深刻印象。这很可能是行星环绕另一颗恒星的第一张图片，天文学家并未最终确定该星体是否实际环绕着一颗年轻的类太阳恒星。如果它是一颗行星，那么它将是行星家族中的庞然大物，其质量是木星的8倍。它与恒星之间的距离是地球-太阳距离的330倍，与之相比，太阳系中与太阳距离最远的海王星距离太阳仅是地球-太阳距离的30倍。

9、多镜面望远镜

多镜面望远镜

多镜面望远镜简称MMT，在当前安装主镜面之前使用6个小型镜面，这个6.5米直径的主镜面具有特殊轻重量蜂巢设计。多镜面望远镜堪称是一个艺术级建筑，它并不具备传统天文台的圆顶结构。这种独特外形使得天文台的墙壁、顶部与望远镜有机地结合在一起，能够很快地将望远镜冷却下来，进而提高了观测效率。目前，多镜面望远镜位于美国亚利桑那州图森市霍普金斯山上。

多镜面望远镜拍摄的图片

由于置身于银河系之中，便很难观测银河系的结构，但是多镜面望远镜(简称MMT)能够帮助我们更好地观测银河系的“孪生兄弟”——三角星系(简称M33)。虽然这个星系看上去非常像银河系，但它实际上更小一些。银河系内有2000亿颗恒星，而三角星系中仅有100-400亿颗恒星。天文学家使用多镜面望远镜建立了星系三维地图，有利于在当前宇宙仅处于十分之一寿命时期，搜寻太阳系外行星和探测远古类星体。

10、麦哲伦I & II望远镜

麦哲伦望远镜是目前最新建造的双体望远镜，两个望远镜相隔200英尺，坐落于智利阿塔卡马沙漠的高处。望远镜的6.5米直径镜面漂浮在高压油薄膜上，其摩擦力很小，小孩便能够推动这个150吨的望远镜。但是没有天文学家想让镜面滑动，因此驱动汽缸和驱动平面可形成1万磅的压力，使镜面保持平稳。

麦哲伦望远镜拍摄的图片

8张麦哲伦望远镜高清晰图片结合在一起，才形成这张耀眼的图片，该图片被称为“托尔的头盔”(Thor's Helmet)。这是2003年使用“伊娜莫瑞”(Inamori)麦哲伦区域摄像仪和装配8个8兆象素CCD探测器的光谱摄制仪拍摄的，该云翳的形成是进化的大质量恒星质量严重损失的结果，作为一颗沃尔夫-拉叶星(Wolf-Rayet stars)，其表面温度可达到25000-50000开氏温度。