5.釐清仙女星系形成史

天文學家認為，像銀河系與鄰近的仙女座星系這類大型星系，是藉著吸收小型星系而成長的。這段糾結的過往歷史應被記錄在星系中恆星的排列、年齡、成份與速度裡。哈伯對於釐清這段歷史有非常大的助益。舉例來說，它觀測了仙女座星系的「星暈」：環繞在主要星系盤周遭，包含恆星與星團的稀薄球狀雲氣。天文學家發現，星暈中的恆星年齡範圍很廣，最老的可達110~135億年；最年輕的則僅有 60~80億年，後者就像是托兒所中的幼兒一樣。它們應該是來自於某個較年輕的星系（例如被吃掉的衛星星系），或者仙女座星系本體內較年輕的區域（也就是星系盤，假如它被經過的星系或碰撞進來的星系所裂解）。銀河系暈就不像這樣含有大量比較年輕的恆星。所以即使仙女座星系與銀河系具有相似的形狀，哈伯的資料顯示，這兩個星系有著截然不同的歷史。

6.窺探巨型黑洞在星系中心大啖物質

自1960 年代起，天文學家即推測，類星體與其他活躍的星系核──明亮狂暴的星系核心──是以巨型黑洞大啖物質為動力來源。哈伯的觀測結果支持了這個說法，幾乎在每個它曾仔細觀測過的星系中心，都潛藏著一個黑洞。有兩項發現特別值得注意，首先，類星體的高解析度影像，顯示它們住在明亮的橢圓星系或正在交互作用的星系裡，這暗示了必然發生某一特定序列的事件，以餵食中央黑洞。其次，巨型黑洞的質量與環繞在星系中心周圍的核球質量密切相關。這個相關性質暗示了星系的形成與演化，必與其黑洞緊密連結。

7.發現γ射線爆發之因

γ射線爆發（GRB）是短暫的γ射線閃光，過程可持續幾毫秒到數十分鐘。依據持續時間大於或小於兩秒鐘，可分為兩種不同的類型；時間較長的爆發比時間短的爆發所產生的光子能量來得低。康普敦γ射線觀測站、χ射線衛星BeppoSAX以及數個地基天文台做了觀測，將長時間的γ射線爆發歸因於壽命短的大質量恆星發生核心坍塌──換句話說，就是超新星爆發的一種。問題是，為何只有一小部份的超新星會產生GRB？

哈伯發現在星系中形成恆星的區域誕生超新星時，長時間的GRB往往發生在非常明亮的區域，而質量最大的恆星也聚集在那裡。還有，在比較超新星的宿主星系之後發現，長GRB的宿主都非常黯淡，比較不規則，也較欠缺重元素。這個發現很重要，因為缺少重元素的大質量恆星產生的恆星風，比起那些富含重元素的大質量恆星所吹出的風來得微弱。如此一來，在它們的生命裡，更能持盈保泰，保有較多的質量；當壽命走到盡頭時，它們便成了較重的星體。當核心坍塌時，它們傾向形成黑洞，而不是中子星。事實上，天文學家把長 GRB歸因於快速旋轉的黑洞所產生的平行噴流。核心坍塌是否能產生GRB的關鍵因素，似乎在於原來恆星臨終時的質量與轉動速率。

想確切認定短時間γ射線爆比較困難。直到去年，高能瞬間爆發源探測衛星2號（HETE 2）與迅捷號（Swift）衛星才終於確認了幾個短爆的位置。哈伯與正在軌道上運行的錢卓χ射線太空望遠鏡（Chandra X-ray Observatory）發現這些爆發所釋放的能量，整體而言較長爆來得少，而且發生在許多不同類型的星系中，包括不再形成新恆星的橢圓星系。顯然短爆不再與短壽命的大質量恆星為伍，而是與它們的殘骸相關。最可能的假說認為，短爆是由兩個中子星合併而引起的。

8.回溯銀河系的過去

天文學最主要的目標之一，是盡可能追蹤星系與其前身的演化，直到大霹靂為止。為了解銀河系從前的相貌，天文學家已試圖拍攝從嬰兒到成熟期各種年紀的星系影像。為了這個目的，哈伯協同其他天文台瞄準了天空中一些微小的區域，做長時間的曝光，例如哈伯深視野、哈伯超深視野，以及大天文台起源深度巡天計畫（Great Observatories Origins Deep Survey）等，以觀測距離最遠（因而年齡最古老）的星系。

這些超高解析度影像揭露了在宇宙年齡只有數百萬年，約今日年齡的5%時就已存在的星系。比起現在的星系，這些古老星系的體型較小，外貌也較不規則，正符合今天的星系是由小型星系凝聚而來的假說（與從大型星系裂解而來的說法相反）。要回溯至更遠古的年代，則是哈伯的繼承者：現在正建造中的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）的主要任務。

回溯宇宙年代的深度觀測，同時也追蹤了整個宇宙恆星形成率的�

8.回溯銀河系的過去

天文學最主要的目標之一，是盡可能追蹤星系與其前身的演化，直到大霹靂為止。為了解銀河系從前的相貌，天文學家已試圖拍攝從嬰兒到成熟期各種年紀的星系影像。為了這個目的，哈伯協同其他天文台瞄準了天空中一些微小的區域，做長時間的曝光，例如哈伯深視野、哈伯超深視野，以及大天文台起源深度巡天計畫（Great Observatories Origins Deep Survey）等，以觀測距離最遠（因而年齡最古老）的星系。

這些超高解析度影像揭露了在宇宙年齡只有數百萬年，約今日年齡的5%時就已存在的星系。比起現在的星系，這些古老星系的體型較小，外貌也較不規則，正符合今天的星系是由小型星系凝聚而來的假說（與從大型星系裂解而來的說法相反）。要回溯至更遠古的年代，則是哈伯的繼承者：現在正建造中的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）的主要任務。

回溯宇宙年代的深度觀測，同時也追蹤了整個宇宙恆星形成率的變化。這個比例似乎在70億年前達到顛峰，然後逆轉向下，至今已下降10倍。宇宙還很年輕時（10億年左右），恆星形成率已經非常高了，大約是全盛時期的1/3。