1．赫歇尔太空望远镜
“赫歇尔”太空望远镜是以英国天文学家威廉·赫歇尔的名字命名，它实际上是一台大型远红外线望远镜。“赫歇尔”望远镜造价10亿欧元，于2009年5月14日欧洲航天局两颗科学探测卫星“赫歇尔”和“普朗克”搭乘欧洲阿丽亚娜5－ECA型火箭，从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，展开了充满未知的宇宙之旅。
赫歇尔的使命是研究恒星和星系的形成以及在宇宙时期的发展变化。2009年6月14日，地面任务控制中心发送指令，命令“赫歇尔”打开用于保护敏感仪器免遭污染的舱门，于是，这个世界上最大的远红外太空望远镜“睁开了眼睛”。“赫歇尔”望远镜利用光电阵列和射谱仪(PACS)对涡旋星系(亦称M51)进行了探测。
欧洲航天局赫歇尔太空望远镜的最大收获是在星际云中发现了一种如网络般的错综复杂的气态丝状结构。奇特的是，每一个丝状结构宽度大概相同。天文学家认为，这一现象表明，这种丝状结构可能是由贯穿于银河系的星际音爆形成的。
赫歇尔望远镜在进行升空前最后的检验
虽然与美国开普勒太空望远镜的发现相比，赫歇尔的成就并不那么喜人，但赫歇尔依然是欧洲最牛的太空望远镜。赫歇尔宽4米，高7.5米，是迄今为止人类发射的最大远红外线协合工作望远镜。赫歇尔望远镜对波长较长的光线极为敏感，即远红外线和直径小于1毫米的光线。光电阵列和射谱仪可以覆盖较短的光谱，而成像光谱与测光仪则用于捕捉较长的光谱。
赫歇尔概念图
除了长就一双“慧眼”，赫歇尔望远镜还携带了约2000升超流体氦，后者可以起到冷却望远镜的作用，让望远镜的内部工作温度接近绝对零度（零下273.15摄氏度），从而尽可能地降低仪器本身的辐射，达到最优的观测效果。 与太阳相比，宇宙中其他星体的表面温度相对较低，因此，虽然它们以红外线波段释放能量，但很难被太空望远镜察觉。赫歇尔则可以凭借尖端的仪器，探测到更多远红外线范围内的宇宙星体，包括银河系内和银河系之外的星体。此外，它还能够对宇宙尘埃和气体进行观测，探索银河系之外恒星的形成，发现宇宙形成的奥秘。
赫歇尔内部结构
在太阳系，“赫歇尔”将检测小行星、柯伊伯带和彗星，它们很可能是早期太阳系形成时的残留物质，可能掌握着包括地球在内的太阳系行星形成之初的原始物质比如水存在的痕迹。而“赫歇尔”的一个重要探测目标，就是在这些星体中发现水是否存在。同时，天文学家还期望通过“赫歇尔”发现另一种人类所熟知的分子——氧气。天文学家推测星际介质中大量存在着氧气，但至今没有任何观测仪器在星际中探测到氧气的存在。
“赫歇尔”还将在银河系研究恒星形成区域，进而首次探索恒星早期形成历程和银河系中年轻恒星是如何形成的。通常婴儿恒星被包裹在寒冷气体和灰尘构成的“子宫”中，无法观测，但“赫歇尔”却能穿透灰尘云观测到。
在轨运行的赫歇尔太空望远镜
“赫歇尔”望远镜正在向一个距地球150公里远的观测位置进发，如今已完成了超过90%的路程。事实上，它现在与地球的距离十分理想，地面指令用不了5秒钟就能到达“赫歇尔”望远镜。根据控制人员探测到的“赫歇尔”温度略微升高和晃动等现象，表明舱门成功打开。
赫歇尔空间望远镜将与普朗克空间望远镜协合工作(示意图)
赫歇尔（Herschel）红外空间天文台是欧洲空间局所研制的最复杂的空间设备，有效寿命预计为3-4年，将成为世界顶尖级的大型空间天文台。2005年中国科学院国家天文台在“百人计划”引进人才黄茂海研究员带领下，与赫歇尔的造价达一亿欧元的主要仪器SPIRE项目签署协议，展开合作，正式成为其国际合作伙伴。
知识卡片：
威廉·赫歇尔
弗里德里希·威廉·赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel，1738年11月15日—1822年8月25日），英国天文学家，古典作曲家，音乐家。恒星天文学的创始人，被誉为恒星天文学之父。
英国皇家天文学会第一任会长。法兰西科学院院士。用自己设计的大型反射望远镜发现天王星及其两颗卫星、土星的两颗卫星、太阳的空间运动、太阳光中的红外辐射；编制成第一个双星和聚星表，出版星团和星云表；还研究了银河系结构。
2．史匹哲太空望远镜
史匹哲太空望远镜（Spitzer Space Telescope，缩写为SST），是美国国家航空航天局2003年发射的一颗红外天文卫星，是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。
史匹哲太空望远镜模拟图
史匹哲太空望远镜耗资8亿美元，原名为空间红外望远镜设备（SIRTF），2003年12月，经过公众评选，该卫星以空间望远镜概念的提出者、美国天文学家莱曼·史匹哲（Lyman Spitzer, Jr.）的名字命名。望远镜工作在波长为3-180微米的红外线波段，以取代先前的红外线天文卫星（IRAS）。史匹哲太空望远镜虽然不比它口径大很多，但得益于红外探测设备的快速发展，性能上有了显著的提高。
2003年8月25日，史匹哲太空望远镜镜在美国佛罗里达州的卡纳维尔角由德尔塔Ⅱ型火箭发射升空，运行在一条位于地球公转轨道后方、环绕太阳的轨道上，并以每年0.1天文单位的速度逐渐远离地球，这使得一旦出现故障，将无法使用航天飞机对其进行维修。
史匹哲太空望远镜工作模拟图
史匹哲太空望远镜总长约4米，重量为950千克，主镜口径为85厘米，用铍制作。除此之外还有3台观测仪器，分别为：红外阵列相机（IRAC），大小为256×256像素，工作在3.6、4.5、5.8和8微米4个波段； 红外摄谱仪（IRS），由4个模块组成，分别工作在5.3-14微米（低分辨率）、10-19.5微米（（高分辨率）、14-40微米（低分辨率）和19-37微米（高分辨率）； 多波段成像光度计（MIPS），工作在远红外波段，由3个探测器阵列组成，大小分别为128×128像素（24微米）、32×32像素（70微米）和2×20像素（160微米）。为避免望远镜本身发出的红外线干扰，主镜温度冷却到了5.5K。望远镜本身还装有一个保护罩，为的是避免太阳和地球发出的红外线干扰。
银盘上充满了大量的尘埃和气体，阻挡了可见光，因此在地球上无法直接用光学望远镜观测到银河系中心附近的区域。红外线的波长比可见光长，能够穿透密集的尘埃，因此红外观测能够帮助人们了解银河系的核心、恒星形成，以及太阳系外行星系统。
发射前的史匹哲空间望远镜
史匹哲太空望远镜有四个科学任务：
第一，寻找太阳系之外的行星。这是天文学家多年以来持之以恒的一个努力方向。在可见光波段很难发现它们，因为行星的光芒会被恒星的光芒淹没。而在红外波段，恒星与行星的光谱特征具有明显的区别，所以在红外波段就可能比较容易发现太阳系以外其他恒星周围的行星。
第二，探索行星是怎样形成的。按照流行的理论，行星是在恒星周围的尘埃盘中形成的。通过观察不同演化阶段的尘埃盘，得出有关行星形成的过程。这项工作在可见光波段也很难完成，因为尘埃的遮挡使我们看不清那里发生了什么事情。红外观测则能够穿透尘埃的阻挡，揭示出那里面的奥秘。
史匹哲太空望远镜观测图像
第三，研究陌生的河外星系。在“史匹哲”升空之前，欧洲的“红外天文卫星”发现一些在红外波段辐射很强而可见光辐射却很弱的河外星系，这些星系大多数都是正在合并或者正在发生相互作用的星系。还有一些星系具有一个能够释放巨大能量的星系核，叫做活动星系。目前人类对于具有强烈红外辐射的星系和活动星系都还了解得比较少，“史匹哲”的第三项科学目标就是大力开展对这些陌生星系的观测和研究，以便更深入地了解它们。
第四，观测遥远星系，揭示早期宇宙图景。哈勃空间望远镜曾经拍摄到130亿光年之遥的宇宙深空，那里密密麻麻分布着很多星系。远在130亿光年之遥的光需要130亿年的时间才能到达我们这里，所以我们看到的应该是130亿年以前宇宙的图景。“哈勃”的观测集中在可见光和紫外波段，“史匹哲”的观测集中在红外波段，两者的结合将得到更加完美的观测成果。
史匹哲太空望远镜24微米红外线下的M31影像
2009年8月，美国宇航局太空网称天文学家利用史匹哲太空望远镜发现两颗围绕一颗年轻恒星运行的行星，他们曾在数千年前发生过相撞。
2010年3月，由樊晓辉（ Xiaohui Fan)领导的研究小组利用史匹哲太空望远镜发现的两个最小的类星体，分别是J0005-0006 类星体和 J0303-0019类星体，距离地球130亿光年。美国宇航局的钱德拉X射线天文台也观测到了其中一个类星体发射出的X射线。当围绕在类星体周围的气体被吞噬时，类星体会发射出X射线、紫外线和可见光。
研究人员观测到类星体中尘埃的数量和黑洞质量一起都在增加。研究人员发现J0005-0006类星体和J0303-0019类星体中心黑洞的质量最小，表明这两个类星体还非常年轻，在这一时期，它们周围还没有尘埃产生。
知识卡片：
莱曼·史匹哲
小莱曼·史庄·史匹哲（英语：Lyman Strong Spitzer, Jr.，1914年6月26日－1997年3月31日），美国理论物理学家、天文学家。他是太空望远镜概念的提出者；也是等离子体物理学的专家；是仿星器（Stellarator）的发明人。
1946年他提出了一篇论文：《在地球之外的天文观测优势》。指出在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。首先，角分辨率（物体能被清楚分辨的最小分离角度）的极限将只受限于衍射，而不是由造成星光闪烁、动荡不安的大气所造成的视象度。其次，在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。他因此被称为“太空望远镜之父”。
像素
“像素”（Pixel） 是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词的字母所组成的，是用来计算数码影像的一种单位，如同摄影的相片一样，数码影像也具有连续性的浓淡阶调，我们若把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”（Pixel）。这种最小的图形的单元能在屏幕上显示通常是单个的染色点。越高位的像素，其拥有的色板也就越丰富，越能表达颜色的真实感。
3．钱德拉太空望远镜
美国哥伦比亚号航天飞机1999年7月23日升空，把钱德拉X射线太空望远镜(Chandra X-ray Observatory)送到了太空。这一空间天文望远镜将帮助天文学家搜寻宇宙中的黑洞和暗物质，从而更深入地了解宇宙的起源和演化过程。钱德拉太空望远镜原称高级X射线天体物理学设施(AXAF)，后改以印裔美籍天体物理学家钱德拉锡卡(Chandrasekhar)的名字来为其命名。
钱德拉太空望远镜
钱德拉望远镜是美国航宇局NASA“大天文台”系列空间天文观测卫星中的第三颗。该系列共由4颗卫星组成，其中康普顿(Compton)伽马射线观测台和哈勃太空望远镜(HST)已分别在1990和1991年发射升空，另一颗卫星称为太空红外望远镜设施(SIRTF)，也就是斯皮策太空望远镜，于2003年发射成功。
在轨道上运行的光学望远镜哈勃太空望远镜观测可见光，而在另一轨道上的“钱德拉”则捕捉X射线。钱德拉X射线太空望远镜是为了观察来自宇宙最热的区域的X射线而设计的。与可见光的光子相比，X射线更具能量，而且就像子弹一样能够穿透光学望远镜所使用的抛物面镜。但是当它掠过镜子表面的时候就会像子弹一样改变方向。
为此，钱德拉X射线太空望远镜有4副镜子(4个抛物面镜，4个双曲面镜)，这些镜子像“漏斗”一样把X光集中到高性质照相机内。镜子的制作精度达到了空前的高度：光学系统的两端间的距离是2.7米，误差为1.3×10-6米(一根头发丝的1/5)。钱德拉X射线太空望远镜上面的仪器在测量X射线的能量的同时还能够担出高清晰度的照片。另外，瞄准系统的精度也非常高，能够瞄准1公里以外的鸡蛋大小的物体，误差为3毫米。
钱德拉望远镜在哥伦比亚号航天飞机货舱内
钱德拉望远镜的造价高达15.5亿美元之巨，加上航天飞机发射和在轨运行费用，项目总成本高达28亿美元。它是迄今为止人类建造的最为先进、也最为复杂的太空望远镜，被誉为“X射线领域内的哈勃”。
在此之前，人类曾发射过小一些的X射线望远镜。与它们相比，钱德拉的灵敏度要高出20～50倍。除分辨率高外，它还具有集光能力强和成像的能量范围广等特点，并能精确地把光谱分解成不同的能量成分。它所获得的高能X射线数据将弥补康普顿和哈勃两颗天文观测卫星在电磁频谱的其它区域中获得的数据，加深人类对黑洞、碰撞星系和超新星遗迹的了解。
钱德拉太空望远镜拍摄的照片
钱德拉望远镜距地球最远时的距离约为地球到月球的距离的三分之一。选用这种大椭圆轨道是为了有尽可能多的时间让望远镜保持在地球的辐射带之外，并避开在离地球很近处运行带来的一些观测上的限制。
钱德拉望远镜上装有高分辨率镜面组件(HRMA)和8米长的光具座。用于观测的主要仪器包括一台用于成像和光谱分析的电荷耦合装置成像光谱仪、一台高分辨率相机以及高能透射光栅和低能透射光栅等。该望远镜在研制中遇到的最大挑战还是10米焦距X射线望远镜的研制，尤其是反射镜制造、无形变安装系统的研制以及镜面精确准直性的保持，难度极高。
钱德拉太空望远镜拍摄到的黑洞攻击星系实景照片
美国国家航空航天局2010年11月15日（北京时间16日1时30分）宣布，研究人员在距离地球大约5000万光年的太空发现“年仅”31岁的黑洞。研究人员认为，这一黑洞质量大约是太阳的5倍，由一颗质量大约20倍于太阳的超新星爆炸形成。
此前有媒体报道，美国宇航局即将宣布“震惊全人类”的消息，因此也引发了关于“外星人”和“不明飞行物”的种种猜测。
