![哈勃太空望遠鏡[天文儀器]](/img/b/33e/nBnauM3X4QzN0czNxUDO2QzMwMTMwATO2AjMwADMwAzMxAzL1gzL0MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg "哈勃太空望遠鏡[天文儀器]")
原理
哈勃空間望遠鏡 空間望遠鏡的概念最早出現上個世紀40年代，但一直到上個世紀90年代，哈勃空間望遠鏡才正式發射升空，並觀測迄今。
哈勃空間望遠鏡屬於美國航空航天局(NASA)與歐洲航天局(ESA)的合作項目，其主要目標是建立一個能長期在太空中進行觀測的軌道天文台。它的名字來源於美國著名天文學家 埃德溫·哈勃。
1990年4月25日，由美國太空梭送上太空軌道的“哈勃”望遠鏡長13.3米，直徑4.3米，重11.6噸，造價近30億美元。它以2.8萬公里的時速沿太空軌道運行，清晰度是地面 天文望遠鏡的10倍以上。同時，由於沒有大氣湍流的干擾，它所獲得的圖像和光譜具有極高的穩定性和可重複性。
哈勃空間望遠鏡得到的數據首先被儲存在太空飛行器中。在哈勃空間望遠鏡最開始發射時，儲存數據設施是老式的卷帶式錄音機。但這些設備在之後的維修任務中得到了替換。每天哈勃空間望遠鏡大約分兩次將數據傳送至地球同步軌道跟蹤與數據中繼衛星系統，然後數據再被繼續傳送至位於新墨西哥的白沙測試設備，通過位於白沙測試設備的60英尺（18米）直徑的高增益微波電線之一，信息最後被傳送到戈達德太空飛行中心和太空望遠鏡科學研究所處存檔。
傳送來的數據必須要經過一系列處理才能為天文學家所用。空間望遠鏡研究所開發了一套軟體，能夠自動地對數據進行校正。然後空間望遠鏡研究所將利用STSDAS(Space Telescope Science Data Analysis System)軟體來選取所需要的數據。
哈勃望遠鏡幫助科學家對宇宙的研究有了更深的了解。然而，由於美國航空航天局將哈勃SM4確定為最後一次維修任務，因此，哈勃的退役在即，而它新的繼任者 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）將發射升空，並逐步接替哈勃太空望遠鏡的工作。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，縮寫JWST）是計畫中的 紅外線觀測用太空望遠鏡。作為將於2010年結束觀測活動的哈勃太空望遠鏡的後續機，計畫於2011年發射升空。但因為製造方面的問題，不得不延遲到2013年升空，因此，哈勃望遠鏡也不得不冒險進行修補以繼續服役。因為費用已經升到了80億美元，鏡片也已經從原計畫的8米縮水為6.5米。這視為觀察宇宙最遙遠的地方，也就是宇宙大爆炸的第一縷光線的最低要求了。系歐洲空間局（ESA）和美國宇航局（NASA）的共同運用計畫，放置於太陽-地球的第二拉格朗日點。 2015年4月21日，哈勃望遠鏡距離地面約340英里（約合547公里），繞地球公轉一周耗時97分鐘。
發展歷史
哈勃空間望遠鏡 斯必澤以空間望遠鏡為事業，致力於 空間望遠鏡的推展。在1962年，美國國家科學院在一份報告中推薦空間望遠鏡作為發展太空計畫的一部分，在1965年，斯必澤被任命為一個科學委員會的主任委員，該委員會的目的就是建造一架空間望遠鏡。
在第二次世界大戰時，科學家利用發展火箭技術的同時，曾經小規模的嘗試過以太空為基地的天文學。在1946年，首度觀察到了太陽的紫外線光譜。英國在1962年發射了太陽望遠鏡放置在軌道上，做為亞利安太空計畫的一部分。1966年NASA進行了第一個軌道天文台（OAO）任務，但第一個OAO的電池在三天后就失效，中止了這項任務了。第二個OAO在1968至1972年對恆星和星系進行了紫外線的觀測，比原先的計畫多工作了一年的時間。
軌道天文台任務展示了以太空為基地的天文台在天文學上扮演的重要角色，因此在1968年NASA確定了在太空中建造直徑3米反射望遠鏡的計畫，當時暫時的名稱是大型軌道望遠鏡或大型空間望遠鏡（LST），預計在1979年發射。這個計畫強調須要有人進入太空進行維護，才能確保這個所費不貸的計畫能夠延續夠長的工作時間；並且同步發展可以重複使用的太空梭技術，才能使前項計畫成為可行的計畫。 資金需求
軌道天文台計畫的成功，鼓舞了越來越強的公眾輿論 支持，大型空間望遠鏡應該是天文學領域內重要的目標。在1970年NASA設立了兩個委員會，一個規劃空間望遠鏡的工程，另一個研究空間望遠鏡任務的科學目標。在這之後，NASA下一個需要排除的障礙就是資金的問題，因為這比任何一個地面上的天文台所耗費的資金都要龐大許多倍。美國的國會對空間望遠鏡的預算需求提出了許多的質疑，為了與裁軍所需要的預算對抗，當時就詳細的列出瞭望遠鏡的硬體需求以及後續發展所需要的儀器。在1974年，在裁減政府開支的鼓動下，傑拉爾德·福特剔除了所有進行空間望遠鏡的預算。
為回應此，天文學家協調了全國性的遊說努力。許多天文學家親自前往拜會眾議員和參議員，並且進行了大規模的信件和文字宣傳。國家科學院出版的報告也強調空間望遠鏡的重要性，最後參議院決議恢復原先被國會刪除的一半預算。
資金的縮減導致目標項目的減少，鏡片的口徑也由3米縮為2.4米，以降低成本和更有效與緊密的配置望遠鏡的硬體。原先計畫做為先期測試，放置在衛星上的1.5米空間望遠鏡也被取消了，對預算表示關切的歐洲航天局也成為共同合作的夥伴。歐洲航天局同意提供經費和一些望遠鏡上需要的儀器，像是做為動力來源的太陽能電池，回饋的是歐洲的天文學家可以使用不少於15%的望遠鏡觀測時間。在1978年，美國國會撥付了36,000,000元美金，讓大型空間望遠鏡開始設計，並計畫在1983年發射升空。在1980年初，望遠鏡被命為哈勃，以紀念在20世紀初期發現宇宙膨脹的天文學家艾德溫·哈勃。
設計製造
空間望遠鏡的計畫一經批准，計畫就被分割成許多子計畫分送各機關執行。 馬歇爾太空飛行中心（MSFC）負責設計、發展和建造望遠鏡，金石太空飛行中心（GSFC）負責科學儀器的整體控制和地面的任務控制中心。馬歇爾太空飛行中心委託珀金埃爾默設計和製造空間望遠鏡的光學組件，還有精密定位感測器（FGS），洛克希德被委託建造安裝望遠鏡的太空船。
組合安裝望遠鏡的鏡子和光學系統是最關鍵的部分，因此在設計上有很嚴格的規範。一般的望遠鏡，鏡子在拋光之後的準確性大約是可見光波長的十分之一，但是因為空間望遠鏡觀測的範圍是從紫外線到近紅外線，所以需要比以前的望遠鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光後的準確性達到可見光波長的二分之一，也就是大約30納米。
珀金埃爾默刻意使用極端複雜的電腦控制拋光機研磨鏡子，但卻在最尖端的技術上出了問題；柯達被委託使用傳統的拋光技術製作一個備用的鏡子（柯達的這面鏡子永久保存在史密松寧學會）。1979年，珀金埃爾默開始磨製鏡片，使用的是超低膨脹 玻璃，為了將鏡子的重量降至最低，採用蜂窩格子，只有表面和底面各一吋是厚實的玻璃。
鏡子的拋光從1979年開始持續到1981年5月，拋光的進度已經落後並且超過了預算，這時NASA的報告才開始對珀金埃爾默的管理結構質疑。為了節約經費，NASA停止支援鏡片的製作，並且將發射日期延後至1984年10月。鏡片在1981年底全部完成，並且鍍上了75納米厚的鋁增強反射，和25納米厚的鎂氟保護層。
因為在光學望遠鏡組合上的預算持續膨脹，進度也落後的情況下，對珀金埃爾默能否勝任後續工作的質疑繼續存在。為了回應被描述成“未定案和善變的日報表”，NASA將發射的日期再延至1985年的4月。但是， 珀金埃爾默的進度持續地以每季增加一個月的速率惡化中，時間上的延遲也出現了每個工作天都在持續落後的情況。NASA被迫延後發射日期，先延至1986年3月，然後又延至1986年9月。這時整個計畫的總花費已經高達美金11億7500萬。
安置望遠鏡和儀器的太空船是主要工程上的另一個挑戰。它必須能勝任與抵擋在陽光與地球的陰影之間頻繁進出所造成的溫度變化，還要極端的穩定並能長間的將望遠鏡精確的對準目標。以多層絕緣材料製成的遮蔽物能使望遠鏡內部的溫度保持穩定，並且以輕質的鋁殼包圍住望遠鏡和儀器的支架。在外殼之內，石墨環氧的框架將校準好的工作儀器牢固的固定住。
有一段時間用於安置儀器和望遠鏡的太空船在建造上比光學望遠鏡的組合來得順利，但洛克希德仍然經歷了預算不足和進度的落後，在1985年的夏天之前，太空船的進度落後了個月，而預算超出了30%。馬歇爾太空飛行中心的報告認為洛克希德在太空船的建造上沒有採取主動，而且過度依賴NASA的指導。
在1983年，空間望遠鏡科學協會（STScI）在經歷NASA與科學界之間的權力爭奪後成立。空間望遠鏡科學協會隸屬於美國大學天文研究聯盟 （AURA），這是由32個美國大學和7個國際會員組成的單位，總部坐落在馬里蘭州巴爾地摩的 約翰·霍普金斯大學校園內。
空間望遠鏡科學協會負責空間望遠鏡的操作和將數據交付給天文學家。美國國家航空航天局(NASA)想將之做為內部的組織，但是科學家依據科學界的做法將之規劃創立成研究單位，由NASA位在馬里蘭州綠堤，空間望遠鏡科學協會南方48公里，的哥達德太空飛行中心和承包廠商提供工程上的支援。哈勃望遠鏡每天24小時不間斷的運作，由四個工作團隊輪流負責操作。
空間望遠鏡歐洲協調機構於1984年設立在德國鄰近 慕尼黑的Garching bei München，為歐洲的天文學家提供相似的支援。
組成部分
哈勃空間望遠鏡 望遠鏡的光學部分是整個儀器的 心臟。它採用卡塞格林式反射系統，由兩個雙曲面反射鏡組成，一個是口徑2.4米的主鏡、另一個是裝在主鏡前約4.5米處的副鏡，口徑0.3米。投射到主鏡上的光線首先反射到副鏡上，然後再由副鏡射向主鏡的中心孔，穿過中心孔到達主鏡的焦面上形成高質量的圖像，供各種科學儀器進行精密處理，得出來的數據通過中繼衛星系統發回地面。
廣域和行星照相機
廣域和行星 照相機（WF/PC）原先計畫是光學觀測使 用的高解析度照相機。由NASA的噴射推進實驗室製造，附有一套由48片光學濾鏡組成，可以篩選特殊的波段進行天體物理學的觀察。整套儀器使用8片CCD，做出了兩架照相機，每一架使用4片CCD。廣域照相機（WFC）因為視野較廣，在解像力上有所損失，但可對光度微弱的天體進行全景觀測。而行星照相機（PC）行星照相機每個畫素的解析力為0.043弧秒，擁有比WFC長的焦距成像，所以有較高的放大率，可以與廣域照相機互補，用於高解析度的觀測。
在1993年12月STS-61的維修任務中，廣域和行星照相機被新的第二代替換，為了避免混淆，通常WFPC就是第一代的廣域和行星照相機，新機稱為WFPC-2。
1995年4月1日哈勃空間望遠鏡上的大視場和行星照相機2（WFPC2）拍攝了鷹狀星雲的照片。就像普通的 數位相機一樣，WFPC2也使用電荷耦合器件（CCD）而不是膠捲來記錄影像。CCD是一個由光敏器件組成的陣列，其中最小的單元被稱為“像素”。而它的作用則是把接收到的光信號轉化成電信號。如下面會看到的，在得到最終絢麗圖像的過程中最艱巨的工作就是從相機本身產生的干擾信號中分離出那些有用的信號，並且將這些信號轉化成對天空中某一點的位置和亮度測量。
WFPC2事實上是由4架相機組成的——3架大視場照相機（WF）和1架行星照相機（PC1）。除了PC1之外，其餘每架相機所拍攝的圖像都占據了照片的四分之一。而PC1所拍攝的是局域的放大影像，這使得天文學家可以在右上角看到局部更微小的細節。但是最終的圖像會先按比例把PC1所拍攝的圖像縮小到和其他3架相機相同的程度，這就導致了“哈勃”WFPC2所拍攝的照片總會缺個角。WFPC2的視場大約包含了1600×1600個像素，這使得它大致相當於一台250萬像素的數位相機。而且WFPC2所拍攝的圖像也不是真彩色的，不過它所能看到的景象比起彩色膠捲來更接近於肉眼。
WFPC-2本身也將在第四次維修任務中被在1997年開始研發的WFC-3替換。
戈達德高解析攝譜儀
戈達德高解析攝譜儀（GHRS）是被用於紫外線波段的 攝譜儀，由戈達德太空中心製造，可以達到90,000的光譜解析度，同時也為FOC和FOS選擇適宜觀測的目標。它捨棄了CCD，使用數位光子計數器作為檢測裝置。在1997年2月的哈勃維護任務中被太空望遠鏡影像攝譜儀（STIS）取代。
高速光度計
高速光度計（HSP）能夠快速的測量天體的光度變化和偏極性。它可以每10微秒在紫外線、可見光和近紅外線的波段上測量一次光度，因此用於在可見光和紫外線波段上觀測變星，精確度至少可以達到2%。高速光度計因為主鏡的光學問題，自升空以來一直未能成功使用。1993年12月，在第一次的哈勃維護任務中，它被用於矯正其他儀器的光學問題的太空望遠鏡光軸補償 校正光學（COSTAR）替換掉。
暗天體照相機
暗天體照相機的觀測波段在115至650納米，它在2002年被先進巡天照相機（ACS）取代。
暗天體攝譜儀
暗天體攝譜儀是觀測波長在1150至8500埃的攝譜儀。在1997年第二次哈勃維護任務中被太空望遠鏡影像攝譜儀（STIS）取代。FOC和FOS都是哈勃空間望遠鏡上解析度最高的儀器。這三個儀器都捨棄了CCD，使用數位光子計數器做為檢測裝置。FOC是由歐洲航天局製造，FOS則由Martin Marietta公司製造。
其他儀器
最後一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學設計製造的HSP，它用於在可見光和紫外光的波段上觀測變星，和其他被篩選出的天體在亮度上的變化。它的光度計每秒鐘可以偵測100,000次，精確度至少可以達到2%。
哈勃空間望遠鏡的導引系統也可以做為科學儀器，它的三個精細導星 感測器（FGS）在觀測期間主要用於保持望遠鏡指向的準確性，但也能用於進行非常準確的天體測量，測量的精確度達到0.0003弧秒。
維護改進
哈勃空間望遠鏡 通過對圖樣缺陷的分析顯示，問題來源於主鏡的形狀被磨錯了。雖然這個差異小於光的1/20波長，鏡面與需要的位置只差了微不足道的2微米，但這個差別造成了災難性的球面像差。這樣來自鏡面邊緣的反射光不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。
1993年，奮進號執行了對哈勃空間望遠鏡的第一次維修，研究人員設計一個有相同的球面像差，但功效相反的光學系統來抵消錯誤，相當於配上一副能改正球面像差的眼鏡。用來改正球面像差的儀器稱為空間 望遠鏡光軸補償校正光學（COSTAR）。為了給COSTAR在望遠鏡內提供位置，必須移除其中一件儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。
除此之外，廣域和行星照相機被第二代廣域和行星照相機以及內部的光學更新系統取代。另外，太陽能板和驅動的電子設備、四個用於望遠鏡定位的陀螺儀、二個控制盤、二個磁力計和其他的電子組件也被更換。
1997年維護
1997年2月，發現號在STS-82航次中執行了第二次維修任務。用空間望遠鏡 攝譜儀（STIS）和近紅外線照相機和多目標分光儀（NICMOS）替換掉戈拉德高解析攝譜儀（GHRS）和暗天體攝譜儀（FOS）。修護絕熱毯，再提升哈勃的軌道。
在維修中出現的意外縮短了儀器的使用年限。安裝後吸熱器的部分熱擴散意料之外地進入光學擋板，這額外增加的熱量導致儀器的壽命由原先期望的4.5年縮短為2年。
1999年維護
第三次維護任務仍然由發現號在1999年12月的STS-103航次中執行。在這次維護中更換了全部的六台陀螺儀，也更換了一個精細導星感測器和計算機，安裝一套組裝好的電壓/溫度改善工具（VIK）以防止電池的過熱，更換絕熱的毯子。新的計算器是能在低溫輻射下運作的英特爾486，可以執行一些過去必須在地面處理的與太空船有關的計算工作。 2002年維護
第四次維護任務由哥倫比亞號在2002年3月的STS-109航次執行，用先進巡天照相機（ACS）替換了暗天體照相機（FOC），更換了新的冷卻系統和太陽能板。哈勃的配電系統也被更新了，這是哈勃空間望遠鏡升空之後，首度能完全的套用所獲得的電力。
2008年維護
在原本安排在2008年8月維修任務中，太空人將更換新的電池和陀螺儀，更換精細導星 感測器（FGS）並修理空間望遠鏡影像攝譜儀（STIS）。並在保留先進巡天照相機的同時，安裝二架新的儀器：宇宙起源頻譜儀和第三代廣域照相機。然而NASA於2008年9月宣布哈勃空間望遠鏡上的數據處理系統出現嚴重故障，無法正常存儲觀測數據並傳回地球，而且由於哈勃太空任務高度與國際太空站距離十分遠，太空人在緊急情況下未能找到有效安全避難處，這使得維護哈勃望遠鏡變為一項極度危險的任務。
2009年維護
在美國東部時間2009年5月11日14點01分，美國“ 阿特蘭蒂斯”號太空梭從佛羅里達州甘迺迪航天中心發射升空。在此次太空之旅中，機上的7名太空人通過5次太空行走對哈勃太空望遠鏡進行了最後一次維護，為其更換了大量設備和輔助儀器，這些更新主要包括：用第三代廣域照相機(WFC3)取代WFPC2；安裝新的宇宙起源頻譜儀（COS）、取回該處的COSTAR光學矯正系統；修復損壞的先進巡天照相機（ACS）；修復損壞的空間望遠鏡攝譜儀（STIS）；替換損壞的精細導星感測器（FGS）；更換科學儀器指令和數據處理系統（SIC&DH）；更換全部的電池模組；更換所有的6個陀螺儀和3組定位感測器（RSU）；更換對接環、安裝全新的絕熱毯（NBOL）、補充製冷劑等等。而這將會是哈勃空間望遠鏡最後一次的維護任務，會將哈勃空間望遠鏡的壽命延長至2013年後。屆時發射的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡能接續哈勃空間望遠鏡的天文任務。
哈勃成就
發現最古老星系2013年10月，哈勃太空望遠鏡發現了可能是宇宙中測量距離上最遙遠的星系，來自德克薩斯大學等研究人員通過MOSFIRE攝譜儀精確測量了該星系的距離，其大約存在於宇宙大爆炸後的7億年左右。
宇宙年齡哈勃空間望遠鏡對造父變星的觀測為哈勃常數的精確測量提供了保證。哈勃的精細導星感測器對造父變星進行了直接的視差測量，大大削減了用造父變星周光關係推算距離的不確定性。在哈勃空間望遠鏡之前，觀測得到的哈勃常數有1-2倍的差異，但是在有了新的造父變星觀測之後宇宙距離尺度的不確定性猛然下降到了大約只有10%，從而對宇宙的擴張速率和年齡有更正確的認知。
恆星形成
哈勃空間望遠鏡還有助於研究諸如獵戶星雲之類的恆星形成區。通過哈勃空間望遠鏡對獵戶星雲的早期觀測發現，其中聚集了許多被濃密氣體和塵埃盤包裹的年輕恆星。儘管已經從理論上和甚大天線陣的觀測中推測出來了這些盤的存在，但是直到哈勃所拍攝的高解析度照片才第一次直接揭示出了這些盤的結構和物理性質。
恆星死亡
哈勃的觀測還在 超新星爆發和γ射線暴之間建立起了聯繫。通過哈勃對γ射線暴餘輝的觀測，研究人員把這些暴發鎖定在了河外星系中的大質量恆星形成區。由此哈勃望遠鏡也令人信服地證明了這些劇烈的爆發和大質量恆星死亡的直接聯繫。
黑洞
哈勃空間望遠鏡最早的核心計畫之一就是要建立起由黑洞驅動的類星體和星系之間的關係。之後，通過它們對周圍恆星的引力作用，針對“哈勃”所獲得的近距星系光譜的動力學模型證實了黑洞的存在。這些研究也導致了對十幾個星系中央黑洞質量的可靠測量，揭示出了黑洞質量和星系核球質量之間極為緊密的聯繫。2011年11月8日，藉助哈勃空間望遠鏡，天文學家們首次拍攝到圍繞遙遠黑洞存在的盤狀構造。這個盤狀結構由氣體和塵埃構成，並且正處於不斷下降進入黑洞中被消耗的過程中。當這些物質落入黑洞的一瞬間，它們將釋放巨大的能量，形成一種宇宙射電信號源，稱為“ 類星體”。
暗物質
2012年3月，美國宇航局“哈勃”太空望遠鏡在距離地球24億光年的“阿貝爾520” 星系團中再次發現了一個巨大的暗物質塊。這一異常發現令天文學家百思不得其解，並懷疑暗物質塊中可能藏有一個神秘的“暗物質核心”。
研究人員介紹說，在距離地球24億光年的遙遠星系團“阿貝爾520”中，星系發生碰撞後，從星系中分離出來的暗物質可能在星系周圍聚集形成一個“暗物質核心”。由於暗物質被認為是將星繫結合成一體的神秘“膠水”，因此這種現象本不應該存在。現象的問題是，如果暗物質被認為是將星繫結合成一體的神秘“膠水”，那么星系碰撞後它們仍然可以將星系“粘合”在一起。
這一異常現象最早發現於2007年。由於這一現象過於異常，因此許多天文學家都將其作為一種假象而不予理會。然而，“哈勃”太空望遠鏡最新的觀測結果證實，“阿貝爾520”星系團中的暗物質和星系是分開的。“哈勃”太空望遠鏡觀測圖像藍綠色區域顯示，一個巨大的暗物質塊位於熾熱的氣體附近，但該區域幾乎看不到星系。
異常現象的再一次發現，讓天文學家們不得不對其重視起來並重新思考它的原理。暗物質最早發現於大約80年前，被認為是將星繫結合成一體的“引力膠水”。事實上，天文學家對暗物質仍然知之甚少。“哈勃”太空望遠鏡研究項目首席科學家、加利福尼亞大學天文學家詹姆斯-吉表示，“這一結果令人困惑。暗物質的行為無法預測，很難說清它的原理。”
對於這一異常發現，研究團隊提出了數種解釋，但最終每一種解釋都會讓天文學家更為困惑。研究團隊成員、美國加州 舊金山州立大學科學家安迪謝-馬哈達維曾經是2007年對“阿貝爾520”星系團首次觀測項目的負責人，他表示，“這會讓你越來越困惑，越陷越深。”
對於這種矛盾現象，一個可能的解釋就是，“阿貝爾520”星系團是三個星系團之間複雜的互動體，而不僅僅是兩個碰撞系統。另一種可能就是，“暗物質核心”中包含有許多星系，但是由於它們過於暗淡而無法觀測到，甚至“哈勃”太空望遠鏡都無法看到。
有水行星
2013年12月3日，美國航天局宣布，天文學家利用哈勃太空望遠鏡在太陽系外發現5顆行星，它們的大氣層中都有水存在的跡象。此前也曾觀測到少數大氣層中有水存在跡象的系外行星，但這是首次能確定性地測量多個系外行星的大氣光譜信號特徵與強度，並進行比較。
這5顆行星分別叫做WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與XO-1b，它們的體積比地球大得多，屬於“熱木星”型行星，即大小與木星相當，但溫度極高、運行軌道距其繞行恆星非常近的氣態巨行星。
研究人員利用哈勃的廣角照相機，觀測這些行星大氣層吸收光線的細節特徵，結果發現，儘管5顆行星都有水存在的跡象，但信號均弱於預期，他們懷疑這是因為這些行星的大氣中有一層霾或灰塵的存在，導致信號減弱。
宇宙學
由於宇宙學的研究對象主要來自天文觀測，而這也是唯一能在宇宙演化和結構的基礎上測量宇宙距離和年齡的辦法。哈勃空間望遠鏡能夠通過對造父變星距離的測量來測定哈勃常數，而這與宇宙在今天的膨脹速度有關。此外，通過對超新星的測定，可以幫助研究人員來限制超新星的亮度，從而進一步限制宇宙早期膨脹的屬性，從而為暗能量模型提供一個強有力的限制。
哈勃深場
早在1996年，著名的哈勃空間望遠鏡就拍攝到標誌性的哈勃深場圖像，巨大數量的星系就隱藏在這片小天區中，美國宇航局計畫進行一次全新的深場成像計畫。哈勃望遠鏡在捕捉深場圖像時將收集極遙遠天體的微弱光線，慢慢“堆積”才能揭示宇宙大爆炸數億年後的情景，否則由於光線太弱而看不到當時宇宙中存在的天體。在哈勃望遠鏡於2004年拍攝的“超深場”圖像中，收集光線的時間更久，2012年拍攝的“極深場”圖像則花了更長的時間才完成成像。
根據巴爾的摩空間望遠鏡研究所科學家丹安·科介紹：“與超深場圖像類似，本次哈勃拍攝的六個超深場圖像計畫幾乎可獲得相同品質，在哈勃前沿領域的任務中，收集光線花了45個小時，描繪出宇宙大爆炸後大約五億年的情景。”這些圖像深刻揭示了宇宙最深處的景象，捕捉到年代非常久遠的星系和從未見過的遙遠星系。負責本項研究的科學家認為有些星系是之前尚未被發現的，比如最遠的星系MACS0647-JD，就距離地球大約133億光年處，原始深空場也顯示了在僅僅2.5弧分跨度上就存在大約3000個並未被觀測到宇宙星系。
作為天體觀測的主力，美國宇航局希望哈勃望遠鏡能維持到2018年，其繼任者詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將在不久後發射。研究人員認為哈勃拍攝的新深場圖像需要一定的運氣，那片黑暗的天區包含了豐富的寶藏，這項新的觀測活動將在2012年晚些時候開始。
大胖子星系團
2014年4月，美國航空航天局(NASA)哈勃太空望遠鏡觀測結果顯示，“El Gordo”星系團(暱稱為“大胖子”)所容納的質量可能與三千萬億(3乘以10的15次方)顆太陽相當。這比原先科學家所估計的值大了43%，質量可能與3千萬億顆太陽相當，約為銀河系質量的3000倍。“大胖子”星系團的編號為ACT-CL J0102-4915，距離地球超過70億光年。因此，天文學家觀測到的信號，實際上已經有將近一半的宇宙年齡(約138億年)。在2012年的報導中，“大胖子”星系團的質量大致相當於2千萬億顆太陽。研究者利用NASA的錢德拉X射線天文台和歐洲南方天文台位於智利的甚大望遠鏡陣列，對星系團內部的氣體溫度以及星系的運動進行了研究，估算出了這一數據。不過，該結果存在著一些偏差，原因主要是該星系團可能是兩個星系團之間碰撞的結果。
軍事用途
美國的空間偵查技術
實際上，對於哈勃用於地面偵查的各種傳言都是很可笑的，因為美國軍方真正使用的空間地面偵查技術領先哈勃的技術兩代以上。如KH-11“鎖眼”偵查衛星，與哈勃同為洛克希德馬丁製造的，製造時間也一樣，其地面解析度為15cm，遠高於哈勃的26cm。其外形與哈勃相似，不了解這個領域的人有可能會把它誤認為是哈勃。 哈勃之所以曾經對地面運作，是因為需要校準設備。
側面反映
一架蘇聯A-60機載雷射武器試驗機上的徽標，明確顯示出以雷射武器攻擊哈勃空間望遠鏡的圖像。因而引發對哈勃空間望遠鏡是否單純用於和平用途的爭論，以及反對太空軍事化的抗議。更有陰謀論者進一步指出：哈勃空間望遠鏡初期的“近視”缺陷乃有意為之，直至蘇聯解體後兩年才加以修正。
後繼探索器
韋伯空間望遠鏡
詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）是紅外空間觀測站，研究人員計畫用它取代哈勃望遠鏡，用以探索遠超過目前儀器可觀測到的宇宙中最遠的對象。它由NASA帶頭，與歐洲航天局和加拿大航天局合作。曾用名為NGST。在2002年更名，用以紀念NASA的首任局長James Webb，其設計口徑為6米，是哈勃望遠鏡的2.5倍。JWST能觀測到的天體要比當前最大地面望遠鏡或空間紅外望遠鏡要暗400倍。原計畫2012年升空，但因為經濟危機推遲，計畫推遲至2020年以後發射。
赫歇爾空間天文台
2009年5月14日傳送的歐洲航天局赫歇爾空間天文台，有一面鏡子赫歇爾大大超過哈勃，但只有在遠紅外線觀察。
大口徑太空望遠鏡
先進的技術大口徑太空望遠鏡也已提上日程。如果該項目批准的話，它將有8至16米（320至640英寸）的光學空間望遠鏡。它是真正的哈勃望遠鏡繼承人:有能力觀察和拍攝的光學，天體紫外線和紅外線的波長，但更高的解析度大大高於哈勃。
作品
黑洞碰撞 2004年2月20日，哈勃望遠鏡的觀測結果證實愛因斯坦的觀點是正確的，一種叫做“暗能量”的物質正如 愛因斯坦預言中作為一種斥力試圖與宇宙中的引力達到一種平衡狀態。哈勃望遠鏡研究人員稱，即使愛因斯坦的觀點是錯誤的，宇宙中的暗能量可能無法在未來300億年前里摧毀宇宙。
2004年3月4日，哈勃望遠鏡拍攝的遙遠恆星V838 Mon的光環非常類似於 梵谷的油畫作品，天文學家稱這個照片稱為“草莓之夜”。這張照片是由先進勘測相機拍攝的。圖中星際灰塵強度來自於圖片中心位置的紅超巨恆星，它在兩年前就釋放出類似電燈泡的脈衝光。V838 Mon距離地球20000光年，處於銀河系的邊緣。
恆星煙花 2005年
7月4日是美國的獨立日，每年的這個時候美國城市都會燃放煙花慶祝節日。哈勃望遠鏡的觀測顯示，在1250萬光年之遙的NGC4449矮星系中持續燃放著“恆星煙花”。如圖所示，這是哈勃望遠鏡先進勘測相機於2005年11月拍攝的。
2006年12月11日作品 2006年1月11日，基於哈勃望遠鏡拍攝的獵戶星雲圖片，天文學家合成了最為詳細的一張獵戶星雲全景圖。獵戶星雲作為騷動狀態恆星形成區域，是最吸引眼球的宇宙星體結構。該圖像中包含3000多個不同體積的恆星，其中多數無法在可見光範圍內呈現。由氣體和灰塵勾勒出的圖案頗似美國大峽谷中複雜的高地、山脈和山谷地形。獵戶星雲中包含著大量恆星誕生區域，遍布超大質量恆星至年輕恆星等各種恆星形態，同時還包含著孕育恆星的柱狀密集氣體雲。
這是哈勃望遠鏡拍攝到的9個緊密、超密集星系，圖像中是它們110億年前的情景。這些星系直徑僅有5000光年，其質量是太陽的2000億倍。這些形成初期的星系只占成熟期星系質量極少一部分，當前它們內部只有一些恆星。我們的銀河系可以容納像這樣的每一顆星系。這9個超密集星系是2006年6月至2007年6月之間，採用哈勃望遠鏡的近紅外照相儀和多目標分光儀拍攝的。
2006年8月29日，哈勃望遠鏡拍攝到超新星仙后A爆炸的殘留物質，它是銀河系內最年輕的超新星爆炸殘留物。這張圖片顯示了超新星仙后A爆炸後殘留碎片的複雜結構，它是由先進勘測相機拍攝的18張獨立照片合成的圖像。
2006年12月11日，哈勃望遠鏡拍攝到恆星簇Pismis24位於天蠍星座NGC6357星雲的核心區域，該恆星簇距離地球8000光年。恆星簇Pismis24內部多數恆星的質量非常大，並噴射著強烈的紫外線放射線。如圖所示，圖像中最明亮的部分就是恆星Pismis24-1。它曾被認為質量是太陽的200-300倍。哈勃望遠鏡的高清晰圖像顯示該恆星簇中存在著兩個彼此環繞的恆星(右圖上方和下方)，它們的質量大約都在太陽質量的100倍以上。
“恆星嬰兒夭折區” 2007年
2007年1月10日，天文學家使用哈勃望遠鏡發現年輕的“恆星嬰兒夭折區”，也被稱為開放恆星簇，它僅擁有短暫的生命。這個恆星簇位於鄰近的NGC1313星系，該照片是由先進勘測相機拍攝的。
20多年前，天文學家觀測到迄今400多年來最明亮的恆星爆炸現象，這個爆炸的超新星是SN1987A，1987年2月23日，天文學家觀測發現之後的幾個月這顆超新星釋放出1億倍太陽的能量。這項觀測有助於天文學家更好地理解超大質量恆星如何結束生命。2007年2月22日，哈勃望遠鏡觀測到SN1987A超新星奇特的三環結構，其中最明亮的亮點區域沿著氣體內環包裹著已爆炸的超新星，超新星爆炸釋放的衝擊波碰撞並加熱內環，使其釋放出明亮的光芒。這一環狀結構直徑達1光年。
2007年3月6日，哈勃望遠鏡拍攝了數百張宇宙星系圖像，在這張合成圖像中至少包含了5萬個星系。這將有助於科學家尋找宇宙年輕時期的重要線索，尤其從“童年”至“青年成熟期”。
2007年5月15日，天文學家使用哈勃望遠鏡發現兩個超大質量恆星簇之間發生猛烈碰撞時所形成的神秘暗物質環結構。這種暗物質環的發現是證實暗物質存在最強有力證據，之前天文學家曾長期猜測這種無形物質是將星系簇緊密結合的額外重力來源。
2007年11月17日，哈勃望遠鏡觀測到鄰近星系中超大質量黑洞釋放出超強能量噴射流。這一從未觀測過的星系“暴力事件”嚴重地影響了噴射流途經的行星，並在其破壞性活動中引發了爆炸式的恆星誕生。當前所觀測的星系系統叫做“3C321”，它的內部包含著兩個彼此繞軌道運行的星系。來自“錢德拉”X射線天文台的觀測數據顯示這兩個星系中心位置包含著超大質量黑洞。較大星系從中心黑洞噴射出超強能量噴射流，較小星系在這股噴射流中搖擺不定。天文學家將較小星系稱為“死亡恆星星系”。據悉，太空和地面望遠鏡均可觀測到這一壯觀天文現象。
藍色泡沫 2008年
2008年1月8日，哈勃望遠鏡發現2億年前形成的“藍色泡沫” 恆星簇，它們形成於星系猛烈碰撞中的恆星誕生漩渦區域。“藍色泡沫”恆星簇的質量是太陽的數萬倍，之前未曾對其進行仔細觀測。截至2009年，天文學家發現“藍色泡沫”恆星簇存在於M81、M82和NGC3077碰撞星系之間氣體橋樑之間，距離地球1200萬光年。2008年7月29日，哈勃望遠鏡在大型星系統計任務中取得了具有紀念意義的重大突破，現已探測發現超過2000顆螺鏇星系。如圖所示，這是天文學家所觀測到的“條狀螺鏇星系”。
南方風車 2009年
2009年4月30日，哈勃望遠鏡的觀測結果顯示，一個星系爆炸式的恆星誕生可以比喻成美麗的煙火。它們以短暫、快速的方式誕生，短時間內釋放出大量的亮光，隨後逐漸熄滅。天文學家稱，這種煙火式的星系恆星誕生並不是曇花一現。在對一些體積較小的矮星系觀測中，他們發現這些星系整個生命歷程中遍布著恆星誕生現象，而且恆星誕生釋放明亮光線的時間是天文學家之前所預計的100倍。這種持續性現象可能隨著時間變化影響矮星系，通過這樣的研究將有助於揭示星系進化方式。
2009年11月5日，哈勃望遠鏡3號廣角相機(WFC3)拍攝到鄰近螺鏇星系內詳細的恆星誕生狀態，M83星系具有美麗、彎曲的鏇臂結構。M83星系又被稱為“南方風車”，它比銀河系孕育恆星的速度更快，尤其是核心區域。3號廣角相機拍攝到數百個年輕恆星簇、蜂群狀遠古球狀恆星簇、數以萬計的單獨恆星，其中多數是藍色超巨大的紅巨星。
侏羅紀遠古星系
超新星 2013年
2013年11月13日，美國宇航局（NASA）公布的圖片顯示，2013年8月19日，由美國宇航局（NASA）和歐洲空間局（ESA）合作的哈勃太空望遠鏡拍攝的鏇渦星系NGC6984的圖像中，有一顆已經爆發的超新星SN2012im。
