望远镜与观测天文学

空间望远镜

地球大气对观星者是把双刃剑:它让我们存活,却抹糊星光、挡住整段整段的光谱。解药是彻底把它甩在身后。空间望远镜就是放置在轨道上或深空中、位于大气之上的天文台,那里视野稳定,完整的电磁波谱敞开无遗。

进入太空换来两大优势。其一,没有大气便没有视宁度,因此空间望远镜可以恰好工作在衍射极限,昼夜都能提供稳如磐石的图像。其二,大气对大部分光谱不透明——它吸收几乎全部紫外、X 射线、伽马射线和大量红外——因此这些波段的天文台必须飞到大气之上。哈勃空间望远镜主要在近地轨道工作于可见光和紫外;詹姆斯·韦布空间望远镜在 150 万公里外、被遮挡阳光的深空点观测红外;钱德拉等 X 射线天文台捕获永远到不了地面的辐射。

代价高昂。空间望远镜无法随意维修,必须熬过发射和太空的严酷环境,造价也远高于同口径的地面望远镜。所以天文学家把太空留给地面根本做不到的事——大气挡住的波段,以及连自适应光学也无法完全匹敌的衍射极限锐度与稳定性——而其余工作交给地面上日益增大的望远镜。

詹姆斯·韦布空间望远镜绕距地球 150 万公里的一个平衡点运行——是月球距离的四倍——躲在一面网球场大小的遮阳罩后保持寒冷与黑暗,才能感知微弱的红外光。

升到大气之上,整段光谱豁然敞开。

身处太空并不会让望远镜看得"更近"或更大——它消除的是大气的模糊,并放行被挡住的波段。空间望远镜仍受与地面望远镜相同的口径和衍射极限的约束。

又称
orbiting observatory太空望远镜軌道天文台