這一小片天空只占宇宙體量的極小一部分，但包含了將近1000個人類從未見過的星系。它是原始哈勃深空照片中的一小部分，卻是人類在認識宇宙過程中邁出的重要一步。R. Williams (STSCI) / 哈勃深空小組 / NASA / ESA
不經(jīng)意間，人類已在哈勃太空望遠鏡的陪伴下走過了30個春秋。在哈勃太空望遠鏡拍攝的照片中，有許多美輪美奐的“藝術(shù)杰作”，也有一些象征著人類前進步伐的里程碑。哈勃太空望遠鏡為我們打開了一扇全新的宇宙之窗，它的一些照片刷新了人類的宇宙觀，具有重要的意義。哈勃深空系列就是其中之一。
哈勃的太空之旅并不是一帆風順的。起初，與反射鏡有關(guān)的一個安裝錯誤導致其只能拍攝模糊的照片。1993年底，宇航員冒險進行太空行走，為其加裝了糾錯設(shè)備，哈勃的視力才恢復正常。與此同時，人們還對它的廣域行星相機進行了升級。
修復和升級完成后的第二年，哈勃便接受了一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)：竭盡全力地拍攝那些看上去漆黑一團的深空，看看那里有什么。哈勃太空望遠鏡名稱的由來，是為了紀念偉大的天文學家埃德文·哈勃。因此觀測河外星系，在某種程度上也是為了緬懷這位河外天文學的奠基人和星系天文學之父。
哈勃瞄準天空中一塊看似空無一物——沒有光，沒有恒星，也沒有星系的全黑區(qū)域進行了長時間的曝光。在多個波段上曝光了十幾天后，一個人們?nèi)碌挠钪媛仫@現(xiàn)了出來。
在這片看似什么都沒有的狹小天空中，居然存在著成千上萬遙遠而昏暗的星系。從來沒有人見過這些星系。不僅有星系，在這些遙遠的宇宙中，還存在著許多龐大的星系團。
人類的視野由此第一次向可觀測宇宙的邊界拓展。
1990年4月25日，哈勃太空望遠鏡正在被部署到軌道上。照片由發(fā)現(xiàn)號航天飛機上的IMAX貨運艙相機（ICBC）拍攝。哈勃太空望遠鏡已經(jīng)運行了30年，但在2009年以后就再也沒有被維護過。哈勃太空望遠鏡直徑2.4米的反射鏡能夠在1分鐘內(nèi)收集到一臺160毫米望遠鏡需要3小時45分鐘才能收集到的數(shù)據(jù)。NASA / 史密森研究所 / 洛克希德公司
在這一小塊只相當于鑰匙孔大小的天空中，哈勃看到了從未有人見過的遙遠宇宙。人類的深空觀由此起步。NASA / STSCI / A. Feild
哈勃反射鏡安裝錯誤被糾正前（左）和糾正后（右）所拍照片之對比。NASA / STSCI
2號廣域行星相機（WFPC2）被哈勃使用了許多年。它能夠通過48種不同色彩的濾鏡進行拍攝，涵蓋了從遠紫外到可見光到近紅外的多個波段。NASA
拍攝深空是一件很困難的事。我們無法區(qū)別來自天空的單個光子是噪點、宇宙射線還是設(shè)備噪音。但是如果我們收集的信號足夠多，提升信噪比，就能識別出哪些是真實存在的目標，比如遙遠的星系；哪些是隨機產(chǎn)生的無效噪音。R. Williams (STSCI) / 哈勃深空場小組 / NASA / ESA
目標區(qū)域是經(jīng)過精心挑選的。它遠離黃道面，遠離銀河光帶，前景恒星數(shù)量極少且十分昏暗，還要保證那里沒有任何已知的河外星系。NASA / 數(shù)字化巡天 / STSCI
最初的哈勃深空場（Hubble Deep Field）照片是由許多張看似空無一物的照片堆疊起來的。而在經(jīng)過這樣的處理之后，人們發(fā)現(xiàn)黑暗中出現(xiàn)了成千上萬個從來沒有見過的星系。通過這種方式，人類第一次看到了這些極端遙遠宇宙的模樣。在我們印象中，這些照片如同拍攝于昨天，但事實上，它們已經(jīng)有25年的歷史。R. Williams (STSCI) / 哈勃深空場小組 / NASA
一小片哈勃深空場（Hubble Deep Field）影像就展現(xiàn)了數(shù)以百千計的星系。它表明我們的可觀測宇宙中至少存在著數(shù)千億個星系。而根據(jù)最新的數(shù)據(jù)分析，可觀測宇宙星系總量可能接近2萬億。R. Williams (STSCI) / 哈勃深空場小組 / NASA
在最初的哈勃深空場（Hubble Deep Field）照片拍攝后不到一年時，同一個科研小組選擇了另外一片南半球的天空，拍攝了第二批深空場照片（HDF-S）。R. Williams (STSCI) / HDF-S小組 / NASA / ESA
在星系合并和演化進程推動下，距離我們越近，宇宙中的星系數(shù)量就越少。通過觀測來自遙遠宇宙的光，人們發(fā)現(xiàn)了許多神奇的現(xiàn)象。NASA / ESA
這張照片展現(xiàn)了遙遠的巨型星系團Abell S1063，它是“哈勃前沿場（Hubble Frontier Fields）”項目研究的6個星系團之一。NASA / ESA / M. Montes（新南威爾士大學）
這是哈勃深空紫外遺產(chǎn)巡天（Hubble Deep UV Legacy Survey）項目GOODS-北天場（GOODS-North field）的一部分。拍攝面積加起來相當于2014年哈勃紫外超深空場（Hubble Ultraviolet Ultra Deep Field）照片的14倍。NASA / ESA / P. Oesch（日內(nèi)瓦大學）/ M. Montes（新南威爾士大學）
哈勃極度深空場（ Hubble eXtreme Deep Field）照片拍攝了天空的3200萬分之一，發(fā)現(xiàn)了5500個星系。而這些星系還只占這片天區(qū)星系總量的10%，其余90%由于過于昏暗過于遙遠而難以被拍到。HUDF09和HXDF12科研小組 / E. Siegel
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