导语：1995年，天文学家让哈勃在12天的时间里，瞄准了北斗七星中一小块黑暗区域，并持续观察。几张连续曝光后，叠加在一起的照片让世人震惊：原本看上去是一个黑暗的区域，出现了3000多个形态各异的星系，其中一部分星系在100多亿年前形成，而它们发出的光却要经过100多亿年才到达地球。
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哈勃深场图像以及深空计划
1、哈勃深场图像的成功
众所周知的“哈勃深场”(HDF)就是这样。“哈勃深太空”是哈勃拍摄的最震撼人心的照片之一，被认为是哈勃的“偶像级”图像之一。
在哈勃深场项目取得巨大成功之后，哈勃又开始独立开展或参与多个深场观测项目，例如：哈勃南深场(HDF-S)、大型天文台宇宙起源深度巡天(GOODS)、哈勃超级深场(HUDF)、宇宙起源(HUDF)、宇宙起源(EGS)、哈勃(HUDF)等巡天项目。
2、哈勃深空计划
“哈勃”号升空前就已经展示了“深海”计划的雏形。但在哈勃望远镜开始运行的前三年中，由于被研磨的主镜表面产生了较低层次的误差，无法获得暗天体的高质量图像。
1993年，NASA的宇航员首次维护哈勃太空望远镜，其中一个重大的改进被行星摄像机(WFPC2)取代。这款新相机配备有校正系统，可以抵消主镜的发散效应，可以用来观察暗淡的物体。
此次修复工作获得成功后，罗伯特威廉姆斯(RobertWilliams)开始策划“哈勃深空计划”(STScI)计划。这个项目使用WFPC2对宇宙中一小块区域进行连续定位，它大约是满月面积的1/1∶1，全天面积的2600万分之1。
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哈勃深空计划内容以及哈勃的探测
1、哈勃深空计划内容
为了探测非常遥远的暗淡星系，它们需要持续长时间的曝光，以便能够聚集足够的光线使它们显示出来。为此，Williams于1995年使用了所长支配时间。
经过研究人员的精心选择，最终的靶区确定在“大汤匙”上的小区域——北斗七星。这一区域内，星系恒星非常稀疏，几乎没有星系中的气体云，哈勃对该区域进行了观测，并包含了合适的引导星。
1995年12月18日至30日期间，哈勃通过陀螺仪调整方向，使镜头始终对准在大熊座附近的一个狭小的天区，并不断累积着远距离星系的光子。
累计12天之后，“哈勃”上的WFC2拍下342张这个区域的照片，总共消耗了150圈的观测时间。用近紫外线、蓝滤光、红滤镜、近红外滤光片分别消耗42.7、33.5、30.3和34.3小时。
经过数据处理的天文学家们去除了这些污染，再把这些图像叠加起来，就形成了著名的哈勃深场(HubbleDeepField,HDF)图。这张照片在1996年1月出版，立即引起了全世界的轰动。
2、哈勃的观测
“哈勃”可以观测到28等物体，是人类肉眼所能看到的最暗天体(6等)的六亿倍。这样一来，这一遥远的天体就不可能被观测到了。因此，哈勃望远镜拍摄到了一个看起来非常黑暗的天区中的3000多个天体，其中大部分是由近距离的星系组成的。
哈勃探测的极限。有资料表明，在哈勃的深空观测到30等星体，其人眼观测极限为40亿分之一。实际上，哈勃深场观测的极限星等约为28等，其亮度大约是人眼观测极限的6亿倍。
3、哈勃的贡献
“哈勃深空望远镜”最大的亮点在于：它拍摄的星系部分打破了此前已知的最远、最年轻的星系的记录。
在哈勃出现之前，人类只能看到宇宙年龄低于60亿年的星系。哈勃还没来得及看一眼宇宙中的星系，就被哈勃深空计划付诸实施了。但是，大量宇宙年龄大约10亿年的星系出现在哈勃深场影像上，不仅打破了以前的年龄记录，而且还出现了大量年轻星系。
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哈勃拍摄的意义以及哈勃的其他观测
1、哈勃观测的意义
“哈勃”深场图像告诉人们：早期宇宙中的星系大多是不规则星系、涡旋星系和相互作用星系。不规律的星系有的像牙签，有的像手链。这本书还告诉人们：早期的宇宙较小，星系之间更近，相互作用也更强，星系之间的碰撞也更频繁。这个结果也证实了这个猜想：宇宙中的星系会随着时间的变化逐渐合成更大的星系。
并且，根据这些在哈勃太空拍摄的星系数量，我们可以确定宇宙中星系数据的下限。之前曾提到过，全天候视野大约是WFPC2视场的2600万倍，而WFPC2拍下了约3,000个星系的影像，与其视野大小相当。这就是说，整个宇宙中至少有783亿个星系，接近1千亿个，这是人类第一次评估出可见宇宙中星系数目的意义。接下来，我们将根据哈勃望远镜拍摄到的其他深场观测图像，更新这些数据。
2、哈勃在其他地区的观测
1998年，哈勃在南天杜鹃座的一个天区又进行了一次观测，历时10天，绕了地球150圈，在指定的天区进行了一次名为“哈勃南深磁场”(HubbleDeepFieldSouth,HDF-S)。
使用WFPC2进行观察同样需要长时间曝光，其中近紫外、蓝、红、近红外滤光片分别消耗42.7小时、28.75小时、27.58小时和31.64小时，获得了106、67、53和57幅图像，整个观测过程累计获得283幅图像。
除了WFPC2之外，哈勃南深场项目还利用1997年安装在哈勃上空的成像分光仪(STIS)与近红外照相机和多目标分光仪(NICMOS)进行观测。
在NICMOS上的3张红外滤光片，曝光45.2小时、47.6小时和29.2小时，得到142、150和102张图像。4台STIS-4频谱仪的曝光时间分别为43.2小时，13.8小时，14.5和6.3小时，得到67、64、25和12条光谱。另有4台频谱仪，曝光15.9小时，5.1小时，42小时，得到61、8、69和12条光谱。
结语：由哈勃南深渊观测到的图像与1995年哈勃深渊观测到的类似，其中星系的数量、形状、颜色也高度相似，从而证明宇宙在大尺度上是一致的，这就是著名的“宇宙原理”。这是天文学家在执行哈勃南深场任务之前就已经预料到的。利用哈勃南深场图像，验证了先前对哈勃深场的研究结果。自那以后，南半球许多大型望远镜都对哈勃南深场进行了跟踪观测。在1995年发现的哈勃深场区域，哈勃的WFPC2、STIS和NICMOS也对一些超新星进行了重新观测。