日前，功能強(qiáng)大的赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將發(fā)射，通過紅外線波譜它將更好地探測宇宙中未曾觀測到的物質(zhì)，比如：探測到水和氧的存在，同時該望遠(yuǎn)鏡還能分析宇宙早期恒星的形成過程。

　　赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將與普朗克空間望遠(yuǎn)鏡協(xié)合工作

　　赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將揭示早期宇宙之謎

　　赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將于本周由歐洲宇航局發(fā)射，它將與普朗克空間望遠(yuǎn)鏡協(xié)同工作，揭開紅外波譜天文學(xué)勘測的新篇章。通常人們認(rèn)為紅外光線多數(shù)情況下與熱量有關(guān)，但并不是只有最熾熱的物體才釋放能量，甚至一個冰塊也會釋放紅外線能量。

　　宇宙星體目標(biāo)的表面溫度一般為2000攝氏度，與太陽表面5500攝氏度的溫度相比較為寒冷，實際上多數(shù)宇宙星體以紅外線波段釋放能量，在可見波譜中呈現(xiàn)出黑色團(tuán)狀。但在赫歇爾未投入工作之前，相關(guān)的宇宙紅外線觀測都是不完全的。

　　觀測宇宙的“透明窗口”

　　地面上的望遠(yuǎn)鏡無法有效地通過紅外光線觀測宇宙天體，其原因是紅外光線多數(shù)被地球大氣層中的水霧所阻擋。其他太空基礎(chǔ)的望遠(yuǎn)鏡僅能觀測特定紅外波段的范圍，而赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡則提供了一個廣泛觀測宇宙的“透明窗口”。

　　美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室負(fù)責(zé)赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡的方案科學(xué)家保羅-戈德史密斯(Paul Goldsmith)說：“赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射之后，我們觀測宇宙將不再是通過一個模糊的窗口，而是一扇‘透明窗口’。”  

　　據(jù)悉，赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡的鏡面直徑為3.5米，這是迄今發(fā)射至太空中鏡面直徑最大的望遠(yuǎn)鏡，是哈勃望遠(yuǎn)鏡鏡面直徑的1.5倍。赫歇爾望遠(yuǎn)鏡將能夠探測到比任何任務(wù)更多的遠(yuǎn)紅外線范圍內(nèi)的宇宙星體，包括銀河系和銀河系之外的星體。此外，該望遠(yuǎn)鏡的重量僅是之前紅外空間望遠(yuǎn)鏡重量的二十分之一。它的命名源自天文學(xué)家威廉-赫歇爾(William Herschel)，他于200年前發(fā)現(xiàn)紅外線，該望遠(yuǎn)鏡能夠探測到溫度在零下263攝氏度的宇宙星體。

　　戈德史密斯說：“通過這個望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家將能夠以遠(yuǎn)紅外波段下更好地觀測宇宙。”

　　新紅外線觀測角度——探測水和氧氣

　　在太陽系，赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將檢測小行星、柯伊伯帶和彗星，它們很可能是早期太陽系形成時的殘留物質(zhì)，這些星體可以掌握著包括地球在內(nèi)的太陽系行星形成之初的原始物質(zhì)，其中該望遠(yuǎn)鏡的一個重要探測目標(biāo)就是在這些星體中發(fā)現(xiàn)水是否存在，這是科學(xué)家們非常關(guān)注的。

　　戈德史密斯告訴美國太空網(wǎng)說：“最令科學(xué)家產(chǎn)生興趣的探測目標(biāo)之一的就是在宇宙中發(fā)現(xiàn)水。”許多天文學(xué)家認(rèn)為彗星可能供給地球水資源，當(dāng)彗星接近太陽的軌道時，彗星這種冰凍雪球結(jié)構(gòu)中部分冰會融化成水，目前赫歇爾將探測彗星中水的化學(xué)成份，從而印證這一推測是否成立。

　　赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡還能夠探測到星際灰塵云中是否存在液態(tài)水，并與太陽系內(nèi)的水化學(xué)成份進(jìn)行對比。戈德史密斯稱，這將揭示我們太陽系與之外宇宙環(huán)境的關(guān)聯(lián)性。同時，天文學(xué)家還期望通過赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)另一種人類所熟知的分子——氧氣。天文學(xué)家推測星際介質(zhì)中大量存在著氧氣，但至今沒有任何觀測儀器在星際中探測到氧氣的存在。

　　赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將在銀河系研究恒星形成區(qū)域，進(jìn)而首次探索恒星早期形成歷程和銀河系中年輕恒星是如何形成的。通常嬰兒恒星被包裹在寒冷氣體和灰塵構(gòu)成的“子宮”中。戈德史密斯解釋說：“你無法看到恒星內(nèi)部，除非到該恒星真實地誕生。但是赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡卻通過透過灰塵云觀測到更遙遠(yuǎn)的嬰兒恒星。從而揭示恒星形成之謎。今后通過該望遠(yuǎn)鏡，我們將觀測到恒星形成區(qū)域，我認(rèn)為這將是非常美麗的圖像。”

　　揭曉銀河系的身世

　　天文學(xué)家們也希望使用赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡能夠觀測包裹恒星的灰塵殘骸盤，該區(qū)域通常被認(rèn)為是行星的主要誕生地。這顆空間望遠(yuǎn)鏡還將檢測銀河系之外的恒星形成，天文學(xué)家知道在宇宙大爆炸之后恒星和星系誕生的速度非常快，恒星的形成在早期宇宙尤為頻繁。年輕的星系大量制造的恒星將在紅外線波譜下呈現(xiàn)發(fā)亮，赫歇爾作為主流空間望遠(yuǎn)鏡將更好地理解早期宇宙嬰兒恒星是如何誕生的，以及如何區(qū)別現(xiàn)今恒星的形成過程。

　　戈德史密斯說：“我們希望能夠更多地揭示宇宙之謎，銀河系被認(rèn)為是由漫射的紅外宇宙背景物質(zhì)構(gòu)成的，之前斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡僅能簡單地表達(dá)描述銀河系，但當(dāng)前的赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡將定位聚焦觀測銀河系，準(zhǔn)確查找紅外宇宙背景物質(zhì)的來源。”