哈勃太空望遠鏡是在地球大氣層外運行的一臺天文望遠鏡,它的工作原理與現(xiàn)代光學天文望遠鏡的原理是一樣的,都是通過鏡頭,接收來自遠處的光信號,轉化成電信號后儲存的存儲器內(nèi),再轉換成圖像.
我們知道,要拍攝到遠處的圖像,一是要求光信號要足夠強,二是信號源要穩(wěn)定.哈勃太空望遠鏡能夠拍攝到清晰的深空圖像,主要有兩個原因.一是它是在大氣層外工作,影像不會受到大氣湍流的擾動,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,因而圖像非常清晰,不會有地面望遠鏡拍攝像片時無法避免的光源擴散現(xiàn)象.二是不論是拍攝還是圖像的多次傳送和轉換,都是用數(shù)字化信號,避免了電信號的衰減和失真.因此,圖像的清晰度比地面上所有的光學天文望遠鏡都要好.
至于哈勃太空望遠鏡為什么能夠“看”得那么深遠,原因還是不受大氣層的影響.在沒有大氣層影響時,哈勃太空望遠鏡的鏡頭能夠長時間定位于某一片空間,接收并積累遠處的光信號,直到形成足夠亮度的圖像.在地面上,雖然也可以長時間定位曝光,但由于大氣湍流擾動和光線通過大氣層時的衰減,光源太弱時,地面天文望遠鏡是無法拍攝到清晰的深空圖像的.勉強拍攝,也只是一片光斑,看不清細節(jié).而在真空環(huán)境中,光線再弱,也不會有散射、折射和衰減,理論上可以用無限長的曝光時間,拍攝到無限遠處天體的影像.所以雖然哈勃太空望遠鏡的鏡頭口徑只有6.5米,比不上地面天文望遠鏡的鏡頭口徑,但拍攝效果卻是再大的地面天文望遠鏡也無法達到的.