哈勃太空望远镜是在地球大气层外运行的一台天文望远镜,它的工作原理与现代光学天文望远镜的原理是一样的,都是通过镜头,接收来自远处的光信号,转化成电信号后储存的存储器内,再转换成图像.
我们知道,要拍摄到远处的图像,一是要求光信号要足够强,二是信号源要稳定.哈勃太空望远镜能够拍摄到清晰的深空图像,主要有两个原因.一是它是在大气层外工作,影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,因而图像非常清晰,不会有地面望远镜拍摄像片时无法避免的光源扩散现象.二是不论是拍摄还是图像的多次传送和转换,都是用数字化信号,避免了电信号的衰减和失真.因此,图像的清晰度比地面上所有的光学天文望远镜都要好.
至于哈勃太空望远镜为什么能够“看”得那么深远,原因还是不受大气层的影响.在没有大气层影响时,哈勃太空望远镜的镜头能够长时间定位于某一片空间,接收并积累远处的光信号,直到形成足够亮度的图像.在地面上,虽然也可以长时间定位曝光,但由于大气湍流扰动和光线通过大气层时的衰减,光源太弱时,地面天文望远镜是无法拍摄到清晰的深空图像的.勉强拍摄,也只是一片光斑,看不清细节.而在真空环境中,光线再弱,也不会有散射、折射和衰减,理论上可以用无限长的曝光时间,拍摄到无限远处天体的影像.所以虽然哈勃太空望远镜的镜头口径只有6.5米,比不上地面天文望远镜的镜头口径,但拍摄效果却是再大的地面天文望远镜也无法达到的.