“哈伯”如何照出天下第一張銀河星系圖?

How Hubble Imaged the Galaxies?   信堅 10/15/2013

幾千年來,人類只能以肉眼仰望星空,看到繁星點點。直到二十世紀初期,天文學家以強大的天文望遠鏡,巨大的鏡頭,仍然只能觀測星團的糢糊影像,及像是會發光的  星雲。
H4 G10 G4
望遠鏡最基本的目的是集光,因為人眼睛所能看到的光度有限;望遠鏡另一個目的是清晰度及分解力,所以它除了集光之外,還要有高度的分辨力 (resolving power)。因此,在這兩個基本條件之下,要增加望遠鏡的集光力及清晰度,唯一可行的辦法就是製造更大的鏡片。但是,隨著製造大鏡片所發生的困難是它的重量,大又重的鏡片需要更堅固的架子及轉動器材。另一個主要限制是,由於地球的自轉,對影片爆光的時間就有自然的限制。

工欲善其事,必先利其器。偉大的發現,須要有適當的測量工具,都起源於一個簡單的概念。哈伯的偉大發明,也是起源於一個簡單的概念: 既然地球的自轉,對影片爆光的時間起了自然的限制。為什麼我們要固定天文望遠鏡呢? 為什麼我們不能隨順自然,依地球的自轉的速度,而轉動望遠鏡觀測的角度,增加影片爆光的時間呢?
依此概念設計天文台,哈伯成為有史以來,第一個照出我們現在所熟知的銀河星系圖。(說實話,哈伯也是狗運亨通,生逢其時。望遠鏡的鏡片剛好夠大,加上爆光時間的增長,陰錯陽差的就照出了銀河星系圖)。 Continue reading