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好厲害！造價2800億韋伯望遠鏡
哈伯望遠鏡將退休，取而代之的是造價2800億的韋伯望遠鏡！究竟它的厲害之處在哪裡！？
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哈伯望遠鏡造價 在 韋伯望遠鏡聖誕節升空！克服預算、改名爭議「哈伯 ... - Dcard 的美食出口停車場
身為哈伯望遠鏡的傳人，韋伯望遠鏡總算在聖誕夜克服各種難關進入太空。 ... 任何一丁點失誤，都將讓這架造價昂貴的望遠鏡，成為史上最貴的太空垃圾。 ... <看更多>
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整理一下,目前出現的說法不外:
1.避免大氣擾動
2.突破大氣窗口.
3.沒有雲,不下雨,沒有白天
3比較沒有說服力,哈伯太空望遠鏡的造價與維修費用是地面上最大望遠鏡的
數十倍,地面上的望遠鏡因白天或壞天氣而損失的觀測時間應該不超過90%,
換句話說,只要蓋個十幾座望遠鏡,一年中有半把個月的好天氣就贏回來了,
花的錢還比太空望遠鏡少.
1與2我再多說幾句吧. 關於1.,沒有大氣擾動最直接的影響便是影像的清析
度(也就是解析力)會提升. 這當然是很重要的好處. 哈伯在可見光波段的解
析力約0.05秒,地面上即使是大氣最寧靜的夏威夷,也只能達到0.5秒左右的解
析力. 雖然透過所謂的自適應光學系統,地面望遠鏡可以達到高於哈伯的解析
力,但此類系統的應用仍有很大的限制. 所以一般來說,哈伯望遠鏡的影像,在
可見光波段,是比地面望遠鏡的影像清析十倍以上的.
但是,解析力提高並不只是解析力提高而已(之前我一直問是否還有別的,但
沒人答得出來). 在觀測微小天體,譬如遙遠的星系時,解析力還跟極限星等
有關. 這主要是因為天空中瀰漫的背景光,在一片明亮的背景之中,如果你
能把目標天體的能量集中到越小的一點上,你便越能從背景中偵測到更暗的
天體. 因此,單從解析力觀點來看,哈伯望遠鏡的解析力高,所以能將星像聚
焦到較小的區域,也就有較高的極限星等. 在觀測點光源時,只有兩米的哈
伯望遠鏡的極限星等,約與夏威夷的口徑20米的望遠鏡相當(假設同樣的曝光
時間與同樣的背景). (目前夏威夷最大的望遠鏡只10米而已.)
2中的大氣窗口指的是,我們的大氣對波長300nm以下的紫外光與2000nm以上的
紅外光是不透明的,要觀測這些波段只有到大氣層外.
除了1與2,我的話還會加上第三點. 大氣不只會吸收光,本身還會發光,稱
airglow,波長越長airglow越強. 可見光波段的airglow在好的觀測地點用
肉眼即可直接感受到,近紅外光波段的airglow對大望遠鏡來說更是強得不
得了,強到曝光不能超過一兩分鐘,否則光背景就會曝光過度.
airglow是地面上的天空背景光的主要來源,在紅色光波段,背景光的亮度是
每平方秒20等上下,到了大氣層外,則可低到每平方秒23等,是地面的10%左右.
在近紅外光波段,大氣層內外的差距更明顯. 前面提到,觀測暗天體是要設法
在一片明亮的背景中偵測出微弱的天體訊號. 此時,不只較高的解析力會有
所幫助,較低的背景也會有助於觀測這類天體. 要是再把這因素加上去,哈
伯太空望遠鏡在觀測極暗天體時的威力,恐怕不只勝過地面上30m以上的望遠
鏡了(這樣的望遠鏡仍不存在).
之前不是有人問宇宙中到底有多少星系嗎? 正是哈伯望遠鏡的哈伯深景(Hubble
Deep Field)告訴我們宇宙中有太多暗得不得了的星系. 這些星系在哈伯望遠
鏡之前,地面望遠鏡所觀測不到的,原因正是地面上有太強的天空背景光,以及
大氣擾動降低了解析力,使得在前哈伯時代,地面的望遠鏡根本看不到這些星
系. 後哈伯時代,夏威夷與智利的大望遠鏡已可看到這些星系,但代價是要用
極長時間的曝光,在根本上,這些望遠鏡在觀測這類星系時仍不足以與太空望
遠鏡匹敵.
所以,至少我們可以歸納出三點需要太空望遠鏡的理由:
1. 沒有大氣擾動
2. 沒有大氣對紫外光與紅外光的吸收
3. 較弱的天空背景光.
有人可以加更多點的嗎? 歡迎繼續.
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☆ [Origin:椰林風情] [From: formosa.ifa.hawaii.edu] [Login: **] [Post: **]
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