03.12 宇宙中有多少個星系?

宇宙中有多少個星系從來都沒有一個準確數字,即使到現在我們觀測過的都不超過可觀測宇宙的千分之一,但根據我們觀測過的天區的星系平均密度普適到可觀測宇宙,那麼我們將得到一個龐大的數字,大約存在數萬億個星系,那麼這個概略的數字是怎麼來的呢?我們大概來了解下哈勃觀測深空的歷程,也許這將給大家一個啟發!

宇宙中有多少個星系?

關於數星系這件事只能從哈勃開始說起,從1990年發射的哈勃望遠鏡由於磨製誤差導致了比較嚴重的球差,哈勃是一個比較嚴重的近視眼,當然這個誤差後來被修正了,隨後則開始了哈勃的輝煌生涯,在將近三十年的歷程中,哈勃留下了無數經典的照片!相信很多天文愛好者甚至是從事天文工作的朋友都是看著哈勃的照片長大的!但不知道各位有沒有留意過,在這些海量照片中,有三張令人震撼或者說令人深思的照片,分別是在1995年12月的HDF以及2003年9月到2004年1月的HUDF和2009年拍攝的XDF!下面我們來見識下也許是哈勃拍攝過的最偉大的照片!

一、哈勃深空場HDF的由來

哈勃空間望遠鏡恢復正常觀測以後,其中有10%時間是哈勃項目主任可以決定觀測任務,這就是所謂的“主任裁量時間”,時任空間望遠鏡科學研究主任羅伯特·威廉斯決定把1995年的“主任裁量時間”用於研究遙遠星系!支配時間決定以後,目標選擇就成了最大的難題,因為地球所在的太陽系處在銀道面上,遙遠的天體會被銀道面密集的恆星所影響,而地球南北天極指向是遠離銀道面!因此全天數十個候選區中都北半球或者南半球方向,但為方便後續北半球地面天文臺觀測,最終選擇了大熊座附近的一小塊區域!

宇宙中有多少個星系?

目標選定後,哈勃在1995年12月18日至28日間總共拍攝了342張照片,在多個波段(濾光鏡)下獲得了影像,最終處理成如下照片!

宇宙中有多少個星系?

上圖中每一個亮斑都代表一個星系,每個星系都如銀河系有著數千億顆恆星,這些星系最遠可達100億光年!

二、哈勃南天深空(HDFS)

哈勃望遠鏡使用第二代廣域和行星照相機在1998年9月至10月間南天區杜鵑座:赤經22h32m56.22s,赤緯-60°33'02.69"這個位置拍攝了數百張照片疊加合成。

宇宙中有多少個星系?

與哈勃大熊座的HDF類似,杜鵑座這個區域看起來空無一物的“太空”佈滿了密密麻麻的星系!

三、哈勃超級深空場(HUDF)

哈勃超級深空場是哈勃在2003年9月24日至2004年1月16對天爐座的一小塊區域累積曝光113天的數據累計而成(注意是累積哦),它是在2006以前可見光波段最遠距離的宇宙深處照片!

宇宙中有多少個星系?

哈勃超級深空場拍攝的天區位置

宇宙中有多少個星系?

哈勃超深空照片顯示的範圍為3平方角分,只有全天空12700000分之一的面積!照片中的部分天體位於130億光年外,估計大約有10000個星系!

四、哈勃極深空(HXDF)

哈勃極深場是哈勃超深場的升級版!

宇宙中有多少個星系?

上圖是人類看到宇宙的最遠極限,超過133.5億光年外宇宙的秘密。其實細心的各位可能會發現上圖跟超深空場差不多,但似乎細節更豐富一些,沒錯,因為處理了更多同一天區的照片,讓宇宙更深遠的星系讓我們用最常見的方式瞭解!

宇宙中有多少個星系?

天文學家發現星系在遙遠的距離上分佈是均勻的,並不存在方向差異!而從星系數量上來估計,整個宇宙似乎有高達數萬億個星系!這些照片在圍觀群眾看來似乎只是湊個熱鬧,但它所揭示的宇宙是我們未曾預料到的,哈勃的這些深場照片猶如一個時間隧道,穿越到了宇宙最初的那個時代,我們知道宇宙的年齡是138.2億年,而哈勃極深場(HXDF)至少探索到了133.5億年前!也許還有一步之遙就能摸索到宇宙最初誕生的時刻,但從此之後,每前進一步都將極為困難,因為更遙遠的宇宙,將無法用可見光波段,甚至超脫紅外波段,最終可能連電磁波段都無法利用,也許探測宇宙的終極,需要用引力波!

宇宙中有多少個星系?

未來的引力波探測能讓我們獲知宇宙誕生的秘密嗎?也許這是我們最期待的結果之一!


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