3.星系處于不斷成長(zhǎng)狀態(tài)
“哈勃”望遠(yuǎn)鏡打破距離限制，觀測(cè)130億年前形成的星系狀況，那時(shí)距宇宙大爆炸僅僅過(guò)去6億至8億年
“哈勃”的外層空間觀測(cè)顯示宇宙在很久以前就已經(jīng)發(fā)生變化，這一發(fā)現(xiàn)證明，星系隨著時(shí)間流逝會(huì)通過(guò)與其他星系合并的方式“生長(zhǎng)”，最終成長(zhǎng)為我們現(xiàn)在看到的巨大星系。借助于包括“哈勃深場(chǎng)”和“哈勃超深場(chǎng)”在內(nèi)的一系列獨(dú)特觀測(cè)設(shè)備，“哈勃”望遠(yuǎn)鏡對(duì)處于宇宙遙遠(yuǎn)區(qū)域的星系進(jìn)行了拍攝。最近，“哈勃”又將鏡頭對(duì)準(zhǔn)最為遙遠(yuǎn)的宇宙區(qū)域。在此期間，新安裝的第三代廣域照相機(jī)拍到可見光和近紅外條件下宇宙最深處的照片并發(fā)現(xiàn)了存在于宇宙年輕時(shí)期的星系，當(dāng)時(shí)的宇宙只有6億歲。
“哈勃”進(jìn)行的所有“深場(chǎng)”觀測(cè)都讓天文學(xué)家進(jìn)一步了解星系進(jìn)化。“哈勃”觀測(cè)到的星系體積比當(dāng)前的大螺旋星系以及橢圓星系小，同時(shí)形狀也更為不規(guī)則，說(shuō)明大星系是在漫長(zhǎng)的歲月變遷中由體積更小的星系碰撞合并后形成。
通過(guò)研究不同時(shí)代的星系，天文學(xué)家可以了解星系如何隨時(shí)間變化。這個(gè)過(guò)程就好比是一個(gè)大相冊(cè)，里面記錄著一個(gè)人從孩童到成年的各個(gè)成長(zhǎng)階段。“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡還對(duì)星系稠密的中心區(qū)域進(jìn)行了探測(cè)，提供了幾乎所有超大星系中心地帶都含有超大質(zhì)量黑洞的決定性證據(jù)。
超大質(zhì)量黑洞是微縮版本的“怪物”，質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百萬(wàn)乃至數(shù)十億倍。它們的引力如此巨大，以致能吞噬所有靠近的物質(zhì)。這些詭異的“吃東西機(jī)器”無(wú)法直接觀測(cè)，因?yàn)闆](méi)有任何物質(zhì)甚至是光線逃離它們的魔爪。“哈勃”望遠(yuǎn)鏡提供了超大質(zhì)量黑洞存在的間接但卻強(qiáng)有力的證據(jù)。
它還幫助天文學(xué)家通過(guò)測(cè)量黑洞周圍快速運(yùn)轉(zhuǎn)的物質(zhì)速度，確定數(shù)個(gè)黑洞的質(zhì)量。“哈勃”望遠(yuǎn)鏡對(duì)三十多個(gè)星系的研究表明，星系和黑洞之間存在著密切聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，黑洞質(zhì)量大小取決于其寄主星系核球的質(zhì)量。核球越大，黑洞的質(zhì)量也越大。這種親密關(guān)系意味著，黑洞可能隨其寄主星系演變，以隱藏于那些星系核心內(nèi)的氣體和恒星“為食”。
4.探尋系外行星蹤跡
“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡1990年發(fā)射之時(shí)，天文學(xué)家尚未在太陽(yáng)系以外發(fā)現(xiàn)一顆行星。如今，已有400多顆系外行星被發(fā)現(xiàn)，其中大多數(shù)是地面望遠(yuǎn)鏡的成果。不過(guò)，“哈勃”望遠(yuǎn)鏡卻對(duì)系外行星搜尋工作做出了獨(dú)特的貢獻(xiàn)。這臺(tái)功勛望遠(yuǎn)鏡的研究表明，銀河系可能擁有數(shù)十億顆行星。
通過(guò)深入觀測(cè)銀河系擁擠的核球，“哈勃”發(fā)現(xiàn)了18萬(wàn)顆恒星以及16個(gè)繞各類恒星軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的潛在外星球。其中五個(gè)代表新的極端類型的行星——“超短周期行星”，這些行星繞其恒星公轉(zhuǎn)的時(shí)間不到一個(gè)地球日。天文學(xué)家通過(guò)測(cè)量一顆行星從其恒星前經(jīng)過(guò)時(shí)光線的輕微變化發(fā)現(xiàn)這些天體。這類事件被稱為穿越。
這種穿越方法再次被用以對(duì)至少兩顆系外行星的大氣構(gòu)成做出第一次觀測(cè)。“哈勃”望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果表明，一顆已知系外行星的大氣中含有鈉、氧、氫、碳等化學(xué)元素。對(duì)另一個(gè)外星球的類似研究還發(fā)現(xiàn)了二氧化碳、甲烷和水的潛在跡象。這兩個(gè)系外行星都有木星大小，由于表面溫度太高不適于生命存在。然而，“哈勃”望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)表明，可以在繞其他恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星上測(cè)量生命的基本化學(xué)構(gòu)成。