Discover how the Hubble Space Telescope has transformed our understanding of the universe since its launch in 1990. Because it observes above Earth’s atmosphere, Hubble captures remarkably clear images of stars, galaxies, and planets and its observations have helped scientists determine the age and expansion rate of the universe, study the formation of galaxies and stars, and discover evidence of planets beyond our solar system. Significantly, Hubble’s images have made space science especially accessible and inspiring to millions of people.
The James Webb Space Telescope (JWST), launched in 2021, builds on Hubble’s discoveries by observing primarily in infrared light allowing Webb to see through dust clouds and observe some of the most distant and earliest galaxies in the universe. Additionally, the Webb Space Telescope also studies exoplanet atmospheres and the formation of stars and planetary systems.
Together, these incredible engineering marvels provide complementary views of the universe that continue to expand our understanding of the vast universe, its origins and evolution.
The Instruments
哈勃太空望远镜（HST）
1990 年 4 月 24 日，发现号航天飞机发射升空，哈勃太空望远镜 (HST) 安全地停放在舱内。这架望远镜比校车稍大一点。它长 13.2 米，最宽处 4.3 米。主镜只有 2.4 米，与地球上的大多数研究望远镜相比，这个尺寸很小。但由于 HST 在太空中，它不必担心地球大气层会造成远处物体的光线损失。因此，哈勃在发射时拍摄了一些有史以来分辨率最高的星系和星云图像。
由于 HST 绕地球运行，NASA 能够利用航天飞机执行五次维修任务，以升级仪器并对望远镜进行急需的维修。这使得望远镜能够连续运行近 35 年。精细制导传感器锁定恒星，并在观测时帮助稳定望远镜，使其不会滚动。当望远镜需要在太阳 20 度以内移动时，可以关闭光圈门以保护望远镜和敏感仪器。否则，门是打开的，允许光线沿管子向下传播，到达主镜，然后反射回副镜，副镜将光线通过主镜上的一个孔引导到位于主镜后面的仪器中。望远镜还配有太阳能电池板来提供电力，以及天线，使其能够与地面上的科学家进行通信。使用通信天线，马里兰州的科学家能够告诉望远镜指向何处以及拍摄哪些图像。然后他们下载数据并将其提供给科学家和公众使用。
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）
詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 是有史以来建造的最大的太空望远镜。它于 2021 年 12 月 25 日发射。主镜由 18 个六角形镜面部分组成，这些镜面部分组合在一起形成一个直径为 6.5 米（约 21 英尺）的大镜面。每个镜面部分都涂有金以提高红外线的反射率。5 层遮阳板长 22 米，宽 12 米，大约相当于一个网球场的大小。当望远镜绕太阳运行时，遮阳板始终保持在太阳和望远镜之间，以保护敏感的仪器。
在观察端，光线从主镜反射到副镜，然后沿着黑色管道进入四个仪器之一。不同的仪器或相机拍摄了您在显示屏上看到的照片。每个仪器都配备了一系列滤光片，只允许特定波长的光线通过，使我们能够将不同波长的几张照片组合起来，以创建您在周围看到的图像。
在面向太阳的一侧，天线将图像传回地球，并用于与望远镜通信。小型太阳能电池阵列提供电源。星体跟踪器用于进行小幅校正，使望远镜在观察时保持稳定。最后，转向和控制用于控制和旋转望远镜，使其指向天空的不同区域。
望远镜可以看作是聚光桶。主镜越大，能从远处物体收集到的光就越多。詹姆斯·韦伯太空望远镜主镜的直径为 6.5 米，而哈勃望远镜主镜的直径为 2.4 米。相比之下，女性的身高一般为 1.6 米，约为哈勃望远镜主镜长度的 2/3 和詹姆斯·韦伯太空望远镜主镜长度的 1/4。能从太空中远处物体收集到的光量取决于镜子的总面积。詹姆斯·韦伯太空望远镜镜子的有效面积为 25 平方米，而哈勃望远镜镜子的有效面积只有 4.5 平方米。这意味着詹姆斯·韦伯太空望远镜收集到的光是哈勃望远镜的五倍，这使得它能够看到比哈勃望远镜暗五倍且更远的物体。
两台望远镜在工作光的波长上也有所不同。HST 上的仪器对近紫外、可见光谱和近红外光敏感。相比之下，JWST 上的仪器只对近红外和中红外波长的光敏感。HST 的图片通常更接近人眼所见，而 JWST 则必须为不同的红外波长分配不同的颜色才能创建彩色图像。一般经验法则是将较蓝的颜色分配给较短波长的红外光，将较红的颜色分配给较长波长的红外光。您看到的不同 JWST 图像并非真彩，而是不同红外波长的增强，其颜色经过特殊处理，如果您的眼睛对红外光敏感，您就能看到这些物体的样子。
正面螺旋星系 - 哈勃与韦伯对比
这张螺旋星系 NGC 1566 的照片被对角分割，右下方是 JWST 图像，左上方是哈勃图像。
左上角的哈勃图像是紫外线和可见光波长（人眼的可见光波长）拍摄的图像的合成图。您可以清楚地看到螺旋星系臂中的亮蓝色恒星和阻挡星系背景星光的暗尘带。
右下角的 JWST 图像是在近红外和中红外波长下拍摄的，其中较冷的尘埃在发光。您可以看到尘埃带的蜘蛛状丝状结构，以及来自最冷的红超巨星的星光。普通恒星在中红外波段仅发出一小部分光，因此您在 JWST 图像中看不到与哈勃图像中相同的星光。
该星系距离我们 6000 万光年，属于多拉多星系群。
创世之柱 - 哈勃与韦伯对比
创生之柱是鹰状星云中三根长长的星际气体和尘埃柱，每根柱子长几光年。这张照片中可以看到，年轻的恒星正在气体和尘埃的卷须中形成，新形成的年轻恒星吹走了周围的气体和尘埃，露出了创生之柱。
左边是哈勃在光学波长下拍摄的图像，尘埃遮挡了背景星光，标记出了柱子的位置。
但在右侧的詹姆斯·韦伯太空望远镜图片中，红外光穿过了尘埃密度较低的区域，显示出这种结构实际上是多么脆弱。在红外波段，这些看似很厚的柱状结构实际上是尘埃和气体的纤细柱状物，映衬着成千上万颗恒星的背景，而这些恒星之所以突然出现，是因为它们发出的红外光很容易穿过尘埃。
鹰状星云距离我们 5700 光年，是我们银河系中一个活跃的恒星形成区域。
蟹状星云 - 哈勃与韦伯对比
蟹状星云宽约 11 光年，是公元 1054 年爆炸的一颗大质量恒星的遗迹。恒星被撕裂时产生的冲击波将恒星物质向四面八方推开，形成了蟹状星云。爆炸形成了你看到的由气体和尘埃组成的美丽的丝状结构。
在右侧的 JWST 照片中，您实际上可以看到来自星云中心的脉冲星（中子星）的白色圆形辐射带。左侧的哈勃照片是在人眼敏感的可见光波长下拍摄的。哈勃图像中的橙色细丝是恒星中氢气的残骸。蓝绿色辉光来自围绕脉冲星磁场线旋转的电子发出的辐射。右侧的 JWST 图像是近红外和中红外波长的合成图。在 JWST 中，气体细丝也显示为红色和橙色。在红外线中，您可以看到尘埃颗粒（黄白色和绿色）和电子沿磁场线螺旋旋转产生的同步辐射，它们与整个内部的烟雾状物质相对应。
蟹状星云位于我们的银河系，距离我们 6500 光年，位于金牛座。
麦斯维长老：耶稣基督的特别证人
麦斯维长老自 1981 年起担任十二使徒定额组成员，直至 2004 年逝世，他在讨论宇宙无限创造的同时，见证了天父对他所有孩子的爱。
该视频经许可在华盛顿特区圣殿游客中心的“无数世界：上帝的无限创造”展览期间播放。
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