宽视场和行星照相机II:一个时代的终结

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随着哈勃空间望远镜计划内最后一次维修任务的完成,其上服役15年有余的宽视场和行星照相机II(WFPC2)终于退出了历史舞台,为更先进的宽视场照相机III所代替。很少有哪台天文仪器能取得象哈勃这样巨大的公众与学术影响力,也很少有哪架仪器能象WFPC2这样与如此影响力的取得息息相关。而今,由WFPC2眼中的绚烂天空代言最著名的空间望远镜的时代一去不复返,换装新相机的哈勃还将继续工作,保持在光学窗口的领导地位。</>宽视场和行星照相机II:一个时代的终结宽视场和行星照相机II的标志——冲浪鲨鱼,由WFPC2的测试安装总管Dave Gallagher设计。(图片提供:WFPC2 Team)15年来,WFPC2进行了13万5千次观测,是哈勃当之无愧的科研主力。不过这台照相机的意义不止于天文观测本身,出自WFPC2之手的大量照片几乎与哈勃望远镜本身同义。NASA喷气推进实验室的网站上评出的WFPC2五大成果包括哈勃深场、彗木相撞、恒星的生与死、宇宙的年龄以及加速膨胀的确定,还有确认星系中央特大质量黑洞存在的普遍性,个个都是作为哈勃的名片而为人熟知。宇宙最深处的光学影象、暗能量的线索,以及M16星云著名的产星气体柱早已深入人心。宽视场和行星照相机II:一个时代的终结鹰状星云M16中心的气体柱,为恒星诞生的场所,这张1995年拍摄的照片曾被《天空与望远镜》杂志评为20世纪十大天文照片之一。(图片提供:NASA/ESA/STSCI)更进一步,WFPC2可以认为是哈勃的救星。第一次当然与光学系统的微小缺陷所导致的象质低下有关,是1994年的维修安装了WFPC2连带光学矫正设备,在改进望远镜视力的同时也大大提升了该计划乃至整个NASA在公众中的形象;第二次则是在2007年先进测绘照相机发生故障之后,早已超出服役期限的WFPC2再度进入一线,而先进测绘照相机直到前日的维修任务才被部分修复。WFPC2的体积相当于一架三角钢琴,重281千克。照相机其实一共有四台而非一台,其中包括三台宽视场相机以及一台窄视场高分辨率的行星照相机,各有800×800个像素,均覆盖从远紫外到近红外的范围,并配备有48种滤镜及转轮系统。WFPC2是更早的WFPC的备份,1993年的大修其实也是在哈勃发射之初即已在计划之中的(这种相机的设计寿命只有3年左右),只是当光学缺陷被发现后,WFPC2的设计也作了相应的修改,可以修正部分像差。下图是4台照相机的视场对比,行星照相机的分辨率相当于宽视场相机的2.2倍:宽视场和行星照相机II:一个时代的终结图片提供:NASA/ESA/STSCI顺便提一句,经常关注哈勃照片的人应该对上述两图的外轮廓非常熟悉——缺角。其原因正是WFPC2四台照相机的视野不同,行星照相机并不能负责与宽视场相机等宽的天区,于是除非多次观测然后拼接图片,否则缺角就是不可避免的了。除了JPL提到的五大成果,让本人印象深刻的其他照片汇集如下。就个人来说,这些照片对于天文启蒙功不可没。太阳系篇,上排左起:金星紫外图、2003年火星大冲、土星光环的变化;下排左起:天王星及卫星、冥王星及卫星、海尔-波普彗星的彗核。宽视场和行星照相机II:一个时代的终结恒星与星云篇,上排左起:NGC 3603、猎户大星云、钥匙孔星云;下排左起:杜鹃座47星团的成员星、年轻恒星周围的盘状结构、超新星1987A。宽视场和行星照相机II:一个时代的终结行星状星云篇,上排左起:螺旋星云NGC 7293、沙漏星云MyCn18、爱斯基摩星云NGC 2392;下排左起:蚂蚁星云Mz3、蛋状星云CRL 2688、猫眼星云NGC 6543a。宽视场和行星照相机II:一个时代的终结星系篇,上排左起:车轮星系、椭圆星系M87的喷流、触角星系;下排左起:M82、类星体QSO 1229+204及其宿主星系、星系团Abell 2218中的引力透镜。宽视场和行星照相机II:一个时代的终结哈勃空间望远镜命名为哈勃的一个原因是,该望远镜一大主要目标是确定哈勃常数,也就是宇宙膨胀的速率。在这一点上,WFPC2同样——在哈勃深场中发现红移1.7的超新星进而确认宇宙的膨胀;协助修订哈勃常数,让宇宙的年龄得到有力的限制……替换WFPC2的宽视场照相机III沿用了从早年的第一代的宽视场和行星照相机上拆下的元件,不过取消了行星照相机的部分,代之以2台2048×4096像素的紫外/光学宽视场相机以及为下一代空间望远镜探路的1024×1024像素红外照相机。不知这架接班者能否延续WFPC2曾经的辉煌?在退役之前,WFPC2的最后一张照片是5月4日拍摄的行星状星云K 4-55,该星云至少于本人来说非常陌生,属于捷克天文学家Luboš Kohoutek后期编目的行星状星云之一。将恒星生命的终结形态作为告别辞是否另有深意呢?宽视场和行星照相机II:一个时代的终结行星状星云K 4-55。(图片提供:NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team)内容来自 Bo Zhang's Homepage

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