25岁的哈勃望远镜告诉你,它“眼中”的世界
自1990年以来,哈勃太空望远镜已经环绕地球工作了25年,捕捉的宇宙图像“从根本上改变了人类对宇宙的理解”。时至今年,哈勃望远镜已经退役,韦伯空间望远镜将代替它继续在浩瀚的宇宙中工作,然而,哈勃望远镜的使用年限却远远超过了当初的设计。中国科学院国家天文台研究员王俊杰说,与哈勃望远镜相比,韦伯望远镜的口径为6.5米,比哈勃大了4米,这就意味着它能拍摄到更远、更暗、更清晰的图像。
为了纪念哈勃望远镜这位“老太空兵”,美国国家航空航天局设计了专门的网站来归纳哈勃在任近25年的光辉“业绩”,以下图片就是其中内容的一部分。王俊杰说,哈勃望远镜只是一个光学空间望远镜,下面的图片是经过许多设备“合作”完成的,因为拍摄之后所呈现的效果并不是这样,而是经过了多次拍摄,又通过电脑进行叠加和修图才能成为如此震撼的图像。不过,这也足以能够说明哈勃望远镜的“功绩”了。下面,就让我们一起来欣赏一下吧!■(文/记者 白竟楠)
1. 木星上的大红斑
木星是太阳系从内向外的第五颗行星,距太阳的平均距离为778000000 公里。它是太阳系中体积最大、自转最快的行星,它的质量为太阳的千分之一,但为太阳系中其他行星质量总和的2.5 倍。木星的外大气层明确根据纬度分为多个带域,各带域相接的边际容易出现乱流和风暴,最显著的例子就是大红斑。
2. 土星
土星是距离太阳的第六颗行星,至太阳距离(由近到远)位于第六,体积则仅次于木星,距太阳的平均距离为1400000000 公里,位于猎户座中,并与木星、天王星及海王星同属气体(类木)巨星。古代中国亦称其为镇星或填星。土星主要由氢组成,还有少量的氦与微痕元素,其内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包覆着。土星的风速高达1800 公里/ 时,明显比木星上的风速快,土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。土星有一个显著的环系统,把土星装饰成了一个“帽子”,这个“环”的主要成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。
3. 猎户座星云
猎户座大星云是一个位于猎户座的弥漫星云,距地球1344 ± 20 光年,为最接近我们的一个恒星形成区。它的亮度相当高,在全天仅次于船底座星云,在适当的季节,天气晴好的时候用肉眼就可以轻易地在猎户座腰带的南方找到它。猎户座大星云中央有一个被称为四合星(Trapezium)的年轻疏散星团,之所以叫四合星,是因为它们由四颗排列成四边形的年轻恒星组成。
4. 马头星云
马头星云是一个暗星云,位于猎户座内。它距离地球大约1500 光年,是最容易识别的星云之一,因为从地球看过去,黑暗的尘埃和旋转的气体构成的形状有如马首,因此起名为马头星云。黑暗的马头星云主要是由浓厚的尘埃造成的,而马头的颈部下方在左边造成了阴影。离开星云的气体因为强大的磁场而形成漏斗状,马头星云基部的亮点都是正在形成过程的年轻恒星。
5. 行星星云NGC 5189
NGC 5189 是在苍蝇座的一个行星状星云,它是约翰·赫歇尔在1835 年发现的。透过望远镜观察它的形状就像字母S,所以也叫螺旋行星星云,距离地球1800 光年。
6. 猫眼星云
猫眼星云是位于天龙座的一个行星状星云, 距离地球3000 光年。它是已知的星云中结构最复杂的之一,哈勃太空望远镜的高分辨率观测图像,揭示出其中独特的扭结、喷柱、气泡以及纤维状的弧形结构。它的中心是一颗明亮、炽热的恒星, 约1000 年前这颗恒星失去了它的外层结构,从而产生了猫眼星云。哈勃望远镜的观测揭示出在“猫眼”的周围有几个由中心恒星在远古时代抛射出的球形外壳构成的昏暗的光环,这些抛射的确切机制现在尚不明确。
7. 行星星云NGC 6302
NGC 6302 是在天蝎座中的一个双极的行星状星云,距离地球约4000 光年。它是结构复杂的行星状星云,NGC6302 的光谱显示它的中心恒星是银河系内最热的天体之一,表面的温度高达200,000K(K 是温度单位,0 度等于 273.15 k),暗示了形成它的恒星一定也很大。这颗中心星被密集的气体和尘埃构成的赤道盘面环绕着,因此并未曾被直接观测到。
8. 猴头星云
猴头星云是猎户座的一个红色发射星云。距离我们大约6400 光年。它位于猎户座的最北端,与双子座交界的区域,距离双子座水母星云很近,它所覆盖的天区范围超过了满月。从它的高清晰照片上可以看到发亮的气体环绕着由年轻恒星所组成的疏散星团,样子十分美丽。
9. 蟹状星云
位于金牛座中,蟹状星云距地球约6500 光年,直径达11光年,并以每秒约1500 公里的速度膨胀。它是银河系英仙臂的一部分。天文学家将蟹状星云看成是宇宙中最稳定的高能辐射源之一,并将其作为一种标准来测量宇宙其他辐射源的能量。蟹状星云成为第一个被确认与超新星爆发有关的天体。
10. 船底座星云
船底座星云是一个包围着数个疏散星团恒星的明亮大星云,距离地球7500 光年,我们银河系内质量最大和最明亮的两颗恒星都属于这个星云。这个星云是我们的天空中最大的弥漫星云之一,它比最著名的猎户座星云大4 倍且更为明亮,但因为它位于南半球,因此没有那么为人所知。
11. 半人马座的核心
他是银河系内最大的球状星团,于1677 年被爱德蒙·哈雷发现,也是迄今所知最大的,且唯一能以肉眼看见的。半人马座ω 距离地球约18300 光年,包含有数百万颗第二星族的恒星,年龄大约120 亿岁。
12.V838 变星
这颗麒麟座V838 变星(V838 Monocerotis)位于银河系的边缘, 距离太阳大约2 万光年。它属于一个双星系统,拥有一颗体积较小、表面温度较高,总而言之是较为普通的伴星。通过分析这颗伴星的光芒,人们判断出麒麟座V838 离地球大约2 万光年。也就是说,这场奇怪的爆发大概发生于2 万年前,其光芒最近才到达地球 。这张照片是哈勃望远镜的又一杰作。
13. 恒星星云NGC 3603
NGC 3603 是银河在船底座旋臂中的一个疏散星团,位于船底座中,与太阳系的距离为20000 光年,它在银河系内被大量发光气体和等离子组成的电离氢区包围着。HD97950 是星团中心的恒星,是星系内已知质量最密集凝聚的区域。强烈的紫外线辐射和恒星风已经将气体和尘埃清除,可以不受遮蔽地看见这个星团。
14. 超新星遗迹0509-67.5
超新星遗迹是超新星爆发时抛出的物质在向外膨胀的过程中与星际介质相互作用而形成的延展天体。2012 年,借助哈勃太空望远镜,天文学家解决了一个长期悬而未决之谜——位于邻近星系中的一颗超新星的前身星是什么。新发现的观测数据能够在多个超新星爆发中选出正确的那个。是什么导致了此类爆发一直是个重要的问题,并有各种解释,但无确定性的答案。所有的解决方案都基于白矮星增加质量并超过极限。天文学家未能在该遗迹中心附近发现任何伴星,因此各种方案只留下一种可能:这个Ia 超新星爆发来自一对互相紧密绕行的白矮星。
15. 蜘蛛星云的心脏
它位于160000 光年远的大麦哲伦星系内,所以十分明亮,如果将它移到猎户座大星云的位置,它在夜晚发出的光芒可以在地面照出影子。它是本星系团中已知最活跃也是最大的一处恒星形成区,其直径将近1000光年。
16.NGC 602 星团
NGC 602 是一个弥散星云,在距离我们20 万光年远的一个卫星星系里面。在这张哈勃太空望远镜拍摄的漂亮影像中,NGC 602 周围仍然包覆着伴随它们出生的气体。梦幻般的脊状尘埃和云气说明,在NGC 602 里面,从大质量年轻恒星发出的高能辐射和震波已经影响到附近的尘埃,并从星云中心向外触发了一连串的恒星形成。
17.M83 星系
M83 是一个复杂的星系团,它的成员跨越长蛇座、半人马座和室女座这三个星座。这个集团可以粗略地分为二个子集团:半人马座 A 星系团和M83 星系团。最明亮的一些成员在早期的星系团成员调查中就已经不断地被确认了,但是有许多的矮星系在后续更多的密集观测中才被辨认出来。红结所在之处弥漫着许多气态的星云,那里是恒星的出生地,这些新生的小星用它们炽热的光照亮了整个星云。
18. 草帽星系
它位于处女座内,草帽星系具有明亮且巨大的星系核,尤其在赤道方向有一条由星际尘埃所形成的暗带。有些这一类型的星系能量来自恒星形成区高热的年轻恒星,有一些则由放射星系核提供( 包含特大质量黑洞的高能区)。红外线光谱观测证实,在阔边帽星系中心并没有显著的恒星形成活动。然而,有一个超大质量黑洞已经得到确认,它可能为阔边帽星系气体弱离子化提供能量。
19. 螺旋星系NGC 1300
NGC 1300 是位于波江座,距离6100 万光年远的一个棒旋星系。这个星系的直径大约是110000 光年,略大于我们自己的星系,银河系。它是拥有200 多个星系的波江座星系团的成员之一。蓝色和红色部分分别是超巨星、星团和恒星的诞生区,都清楚地从螺旋臂内被解析出来,还有看到尘埃和盘面的精细结构。
20. 触角星系
触角星系,也称为NGC 4038/NGC 4039 或科德韦尔,这个被称为NGC 4038 群的集团总共有5 个星系,而正在碰撞中的两个星系被称为触须星系。早在1785 年就被威廉·赫歇尔发现。经由星系碰撞之后,产生了由恒星、气体和尘埃组成的两条长尾,很像昆虫的触须,所以叫“触角星系”。这两个星系核心的结合正形成超星系,多数的星系在它们的一生中大概至少经历一次重大的碰撞,像是我们的银河系未来将会和仙女座大星系发生碰撞。在触须星系中已经发现两颗超新星:SN 2004 gt 和 SN 2007 sr。在最近的4 亿年内,触角星系的核心因为碰撞合而为一,并且被恒星与气体包围着。观测和对星碰撞的模拟认为触须星系将发展成为一个椭圆星系。
21. 史蒂芬五重星系
史蒂芬五重星系在飞马星座中是由5 个可见光的星系组成的集团,其中4 个组成了被发现的第一个致密星系团,这个集团也是所有的致密星系团中被研究得最多的。这些星系之间因为激烈的碰撞而互相影响着。
22. 相互作用的星系——阿普273
阿普273 是一组活动的小行星,该小行星位于仙女座的一组星云内,离地球有300000000 光年。该小行星由于受到同伴UGC 1813 的万有引力作用,所以有像潮水似的扭曲至玫瑰花般的圆盘。
23. 阿贝尔2744 星系团
阿贝尔 2744,又称为潘朵拉星系团,是一个巨大的星系团。在跨距30 亿光年的空间外,至少同时有4 个较小、各自独立的星系团存在其间,但这些星系的质量可能低于系统总质量的5%,高热的气体 ( 大约20%) 只在X 光的波段中闪耀着,超过75% 的星系团质量是暗物质。
24. 阿贝尔370 星系团
阿贝尔370 是位于鲸鱼座,距离地球60 亿光年远的星系团,在它的核心有数百个星系。阿贝尔370 看起来有数个光弧,事实上这些是重力透镜对更遥远天体的蜃景造成的。在2009 年,对阿贝尔370 的研究,发现一个背景中的星系群被星系团中的透镜扭曲成像是一条龙的弧形,因此就被
NASA 的科学家昵称为龙(The Dragon),头部是由一个螺旋星系组成,另一个螺旋星系构成了尾部。其他几个星系构成了身体,而它们都有所重叠。
25. 哈勃超深空
哈勃超深空(Hubble U l t r a D e e p F i e l d ,HUDF)是一张外太空照片,显示的是天炉座的一小部分。该照片是由哈勃空间望远镜于2003年9月24日至2004年1月16日期间得到的数据累积而成的,相当于113 天的曝光, 是截至2006 年为止以可见光拍摄的最深远的宇宙影像,显示的是超过130 亿年前的情况,当中估计有10000 个星系。