超越哈勃新型望远镜层出不穷　天文学研究再上层楼

【美国《时代》周刊11月13日一期文章】题：超越哈勃
从1949年开始，在将近半个世纪的时间里，世界上功能最强的科研望远镜是安装在加利福尼亚州帕洛马山的海尔望远镜。这架望远镜的镜面直径有5米，其聚集微弱星光的能力在当时无与伦比。但是在过去几年中，海尔的地位已被别的望远镜取代。仅仅是在冒纳凯阿火山上，就坐落着镜面直径超过8米的新皇望远镜（Subaru）和双子座北星望远镜，以及这座山上的望远镜之王——两台凯克望远镜，它们具有惊人的采光能力，镜面直径都有10米。
"新秀"涌现，功能愈来愈强
在世界其他地方也涌现出很多功能强大的天文望远镜。在智利北部的安第斯高山上，有5架直径超过8米的望远镜已完工或接近完工。在亚利桑那、得克萨斯和南非的高山上也坐落着功能强大的天文望远镜，这些望远镜中的任何一架在10年前都能算得上是最好的。
这还不是全部。上述望远镜不仅采光能力胜过海尔，而且其中有一些望远镜甚至会超过哈勃望远镜。在太空轨道上运行的哈勃望远镜的镜面直径约有2.5米，并不算大，但是由于不受地球大气波动的影响，所以这架望远镜拍摄下来的图像在清晰度上是无与伦比的。然而哈勃的优势正在消失。很多新的望远镜运用一种巧妙的技术很快就将会获得哈勃望远镜那样的清晰度，在合适的条件下甚至会达到更高的清晰度。
这是一项巨大的突破。多年以来科学家只有一台图像清晰的哈勃望远镜，现在他们将拥有十几台像哈勃这样清晰的望远镜。
哈佛-史密森氏学会天体物理学教授、资深的天文观测家约翰·胡赫拉说："在望远镜领域中发生的事真是令人难以置信。"
80年代初，当天文学家开始使用计算机控制大型天文望远镜时，很多人认为依靠计算机是荒唐的，因为计算机可能会出错。然而事实证明，计算机几乎从未出过错误。
使用这些望远镜的科学家也没有出过错。80年代建成的欧洲南部天文台的"新技术望远镜"是"甚大望远镜"的前身，这台融合了计算机技术的望远镜运转得非常好。1992年投入使用的凯克望远镜也是。过去两年来陆续上网的其他大型望远镜也表现不俗。这些体积巨大、运转平稳的望远镜正在从事宏伟的科研工作。特别是凯克望远镜，这5年来一直独领风骚。
"利器"相助，研究成果不断
同时兼任伯克利加利福尼亚大学和旧金山州立大学教职的杰夫·马西目前领导着世界上最成功的行星探测小组，他最初是利用加利福尼亚利克天文台不起眼的3.5米望远镜从事研究。1996年他把项目的大部分工作转移到了凯克望远镜上，此后取得了巨大的成果。他说："我们已发现了35颗围绕类似太阳的恒星运行的行星。这些行星中的大多数是利用凯克望远镜发现的。"
加州理工学院教授乔治·乔尔戈夫斯基也在使用凯克望远镜，他的研究半径达100亿光年，而马西的研究范围顶多只有200光年。
1998年，乔尔戈夫斯基和他的同事使用凯克望远镜拍摄了宇宙中的一种爆发现象，这种现象是由康普顿γ射线观测卫星首次发现的，观测结果显示爆发地离地球有数十亿光年之遥。到目前为止，对这种现象的最佳解释是，这种由质量巨大的恒星产生的"超常新星"（Hypernova）爆发释放的能量超出了人们的想像。乔尔戈夫斯基说："我觉得非常幸运。这是一个世界级的谜团，凯克能够帮助我们揭开谜底。"
洛杉矶加利福尼亚大学的天文学家安德烈亚·盖的研究重点是我们银河系的中心，这个中心比乔尔戈夫斯基的γ射线爆发源近得多，但是比马西的研究距离远数百倍。银河系的中心藏在厚厚的尘埃云团之后，用普通的光线探测仪器是无法看到的。但是凯克望远镜系统中有一些专门仪器可供使用，其中就有一台红外电子相机。在红外光谱中，有些波长的光能够穿过尘埃，好像这些尘埃并不存在一样，这样盖就能够看到银河系核心的完美图像。
由于凯克望远镜有6年的领先优势，所以在这两台望远镜上所做的研究工作比在较新的望远镜所做的工作要多。但是新望远镜正在努力赶超凯克望远镜。比如，由6国合建的欧洲南部天文台的甚大望远镜首次于1998年安装了4台直径为8.2米的望远镜并且投入运行，并且在9月份用其中的第四台望远镜采到了"第一缕光线"。
现在，这组望远镜已在从事一流的研究工作。比如今年早些时候，来自瑞典、意大利、丹麦和德国的天文学家使用其中的一台望远镜帮助他们解决天文学中的"宇宙年龄之争"。
尖端技术"加盟"，天文学发生革命
目前，美国的望远镜在包括防止星光闪烁在内的好几个前沿领域都处于领先地位。解决星光闪烁的技术称为适应性光学，这项技术原先是由国防部秘密开发并且用来帮助军方的监视设备拍摄前苏联间谍卫星的图像的。80年代时，这项技术的大部分内容解密，现在已在世界各地的大型望远镜上使用。
虽然这项技术也有自身的局限，但是利用凯克和双子座北星望远镜拍摄到的照片有一些在各方面都比哈勃望远镜获得的照片清晰。这是因为大型的望远镜从本质上讲在清晰度上都要优于小型望远镜。盖利用凯克望远镜最新拍摄到的银河系中心相片就得益于适应性光学技术。
适应性光学系统听起来也许很尖端，但是与另外一种技术相比则显得有点逊色。这项称为干涉测量法的技术不用建造大型望远镜就能获得大型望远镜的精确度。其原理是使用相隔很远的多个望远镜采集光线，比如使用两台凯克望远镜或者两三台甚大望远镜。这种系统虽然复杂，但是获得的精确度却能够让天文学家探查星系结构和一些遥远太阳系的细节。
然而，即使是这么突出的技术也有可能过时。望远镜设计师已开始构思下一代的超级地面望远镜，这类望远镜的直径将达到30米到100米。
现在，新一代的适应性光学系统正在开发之中，在这种技术的辅助下，未来的天文望远镜将再次使天文学发生一场革命。