宇宙的奥秘

六十年前，美国国家航空航天局（NASA）成立。自从我们第一次仰望夜空以来，人类就一直在询问关于宇宙的问题。在随后的六十年里，NASA 与其国际合作伙伴以及数千名研究人员通过使用一整套望远镜和卫星，拓展了我们对宇宙的认知。从 20 世纪 50 年代和 60 年代的早期探测器，到 20 世纪 90 年代和 21 世纪的大型望远镜，NASA 的科学家们一直在探索宇宙从大爆炸到现在的演化历程。

大型天文台

NASA 的天文学家使用了太空中和地面上的多种望远镜。每一种望远镜都对恒星、行星和星系等目标进行观测，但它们通过不同的技术捕捉不同波长的光，以加深我们对这些宇宙现象的理解。

1. 哈勃太空望远镜。自 1990 年发射以来，哈勃太空望远镜彻底改变了我们对宇宙外观的认知。它并不前往恒星、行星或星系，而是以大约每小时 17000 英里的速度环绕地球旋转时，拍摄它们的照片。

2. 钱德拉 X 射线天文台。钱德拉 X 射线天文台使世界各地的科学家能够获取奇异环境的 X 射线图像，以帮助理解宇宙的结构和演化。当物质被加热到数百万度时会产生 X 射线。X 射线望远镜还可以追踪来自爆炸恒星的热气体，或者探测来自距离恒星黑洞事件视界仅 90 公里处旋转物质的 X 射线。

3. 斯皮策太空望远镜。美国国家航空航天局（NASA）的斯皮策太空望远镜主要用于探测热量或红外辐射，于 2003 年发射。斯皮策高度灵敏的仪器使科学家能够窥探那些光学望远镜无法观测到的宇宙区域，包括布满尘埃的恒星孕育区、星系中心以及新形成的行星系统。斯皮策太空望远镜还使天文学家能够看到太空中较冷的物体，如失败的恒星（褐矮星）、系外行星、巨大的分子云，以及可能蕴含着其他星球生命奥秘的有机分子。

激动人心的发现

根据威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）数据绘制的 137 亿年前的早期宇宙图像，显示了温度差异，这些差异成为了星系的 “种子”。

1. 宇宙的年龄。威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）卫星传回的数据使天文学家能够精确评估宇宙的年龄为 137.7 亿年，并确定原子仅占宇宙的 4.6%，其余部分为暗物质和暗能量。通过使用哈勃和斯皮策等望远镜，科学家们现在也知道了宇宙的膨胀速度。

这些微小的温度变化与早期宇宙中轻微的密度变化相关。人们认为这些变化产生了如今构成宇宙的各种结构：星系团以及广阔的空旷区域。

2. 宇宙是如何起源和演化的。1989 年发射的宇宙背景探测器（COBE）研究了大爆炸遗留下来的辐射，以便更好地理解宇宙的形成过程。2006 年，美国国家航空航天局（NASA）的约翰・马瑟和加利福尼亚大学的乔治・斯穆特因利用 COBE 数据证实了大爆炸理论而共同获得诺贝尔物理学奖。

暗物质

NASA 的望远镜帮助我们更好地了解了这种神秘的、看不见的物质，其质量是普通物质的五倍。2007 年，钱德拉 X 射线望远镜通过对 “子弹星系团” 的观测，首次直接探测到了暗物质。

1. 黑洞。尽管我们无法 “看到” 黑洞，但科学家们能够通过像雨燕卫星（Swift）、钱德拉 X 射线天文台和哈勃太空望远镜等观测黑洞与周围环境的相互作用来研究它们。2017 年，美国国家航空航天局（NASA）的雨燕卫星绘制了一颗恒星被黑洞吞噬时的死亡螺旋轨迹。今年，天文学家利用钱德拉 X 射线天文台发现了位于我们银河系中心附近数千个黑洞的证据。

2. 蟹状星云。由多个望远镜的数据合成的图像。蟹状星云是 1054 年我国和其他国家的天文学家观测到的一次明亮超新星爆炸的产物，距离地球 6500 光年。

3. 一颗明亮的超新星。在这张美国国家航空航天局（NASA）哈勃太空望远镜拍摄的图像中，一颗大质量恒星的爆炸闪耀着相当于 2 亿个太阳的光芒。

4. 螺旋星系 M101。从美国国家航空航天局（NASA）的三种不同望远镜和三种不同类型的光观测到的螺旋星系 M101：斯皮策太空望远镜（红外光）、哈勃太空望远镜（可见光）和钱德拉 X 射线天文台（X 射线）。

星系

星系是由气体、尘埃以及数十亿颗恒星及其太阳系组成的巨大集合，由引力维系在一起。有些星系像我们的银河系一样呈螺旋状；有些则是平滑的椭圆形。美国国家航空航天局（NASA）的望远镜正在帮助我们了解星系是如何随着时间的推移形成和演化的。

哈勃太空望远镜拍摄的显示数千个星系的图片。即使是微小的点也是完整的星系。

螺旋星系对 NGC 4302 和 NGC 4298。天文学家利用哈勃太空望远镜拍摄了这对令人惊叹的螺旋星系的照片。这对繁星闪烁的星系让我们得以一窥在外部观察者眼中我们的银河系会是什么样子。

系外行星

仅仅在 30 年前，科学家们还不知道除了我们的太阳之外，是否有行星围绕其他恒星运行。现在，科学家们认为每颗恒星很可能至少有一颗系外行星。它们的大小各异，从比木星还大的气态巨行星，到像地球或火星那么大的小型岩石行星。它们的温度可能高到足以熔化金属，或者处于深度冻结状态。它们可以非常紧密地围绕恒星运行，以至于一年只有几天；它们甚至可以同时围绕两颗恒星运行。有些系外行星并不围绕恒星运行，而是在永久的黑暗中在星系中飘荡。美国国家航空航天局（NASA）的开普勒太空望远镜和新发射的凌日系外行星巡天卫星正在帮助我们发现更多遥远的星球。

1. 开普勒 - 186f，第一颗在宜居带（主恒星周围温度适宜液态水存在的区域）被发现的岩石系外行星。这颗行星的大小也与地球非常接近。尽管我们可能短期内无法了解这颗行星表面的情况，但它有力地提醒我们，为什么要开发新技术，以便科学家能够更近距离地观察遥远的星球。

2. 飞马座 1b。这颗巨型行星的质量约为木星的一半，每四天环绕其恒星运行一周，是第一颗被证实围绕类似太阳的恒星运行的系外行星，这一发现开创了一个全新的探索领域。

3. 开普勒 - 16b。这颗行星是开普勒首次发现的围绕两颗恒星运行的行星，也就是所谓的环双星行星。

4. TRAPPIST - 1。利用斯皮策太空望远镜，科学家们发现了在单颗恒星 TRAPPIST - 1 的宜居带中发现的数量最多的类地行星。这个由七个岩石星球组成的系统 —— 所有星球的表面都有可能存在水 —— 是在寻找其他星球生命过程中的一项令人兴奋的发现。未来对这个独特行星系统的研究有可能揭示出适合生命存在的条件。