哈勃望远镜25周年绚丽图片:宇宙深处的致意

作者: 新浪科技 2015-02-18

导读:今年4月,由美国航空航天局(NASA)及欧洲航天局(ESA)合作的哈勃望远镜将迎来它的25岁生日。25年来,哈勃望远镜一直在地球上空转动,让我们得以了解到更多宇宙的奥秘。本图集精选了历年来哈勃望远镜拍摄的数张经典照片,供读者观赏。

图片中间是星系团SDSS J1038+4849,它看上去好像在微笑,有两只橙色的眼睛,和一个白色的纽扣形状的鼻子。而实际上,那两只眼睛是两个非常明亮的星系,那抹似有似无的微笑则是由一种名为引力透镜的作用造成的拱形曲线。

图为螺旋星系M51(又名惠而浦星系(Whirlpool Galaxy))和它右侧的伴星系

图中的天体看上去如同神话故事中的带翼生物,而实际上,它是一个名为“鹰状星云”的恒星孵化场中的柱状物,从中不断冒出冷却的气体和尘埃。这根柱体高约9.5光年(约合90万亿公里),这一距离相当于从太阳到距其最近的一颗恒星的距离的两倍。

半人马座A(又名NGC 5128)素来因为其由暗物质组成的壮观尘埃带闻名于世。由哈勃望远镜最先进的设备第三代广域摄像机拍摄的这张照片,则是到目前为止,对这一星系展现的细节最多的照片。在这张多波段图像中,半人马座A的尘埃带的诸多细节都被囊括其中。这张图片不仅显示了可见光波段的情景,还显示了由年轻的恒星发出的紫外光及近红外光,让我们得以一窥该星系中原本被尘埃遮蔽的细节。

这张合成图片由哈勃望远镜上的增强型观测照相机及智利托洛洛山美洲际天文台4米口径望远镜上的Mosaic II照相机共同拍摄完成,图片上显示了色彩斑斓的螺旋星云。由于该天体过于庞大,因此需要两台望远镜分别拍摄一部分,才能合成一张完整的照片。该星云是一个行星状星云,其气体层来自于一颗与太阳相仿的、濒死的恒星。从地球上看,这个螺旋星云的形状就像一个甜甜圈。但所见不一定为真相。有新的证据显示,这一螺旋星云可能由两个相互垂直的气体盘状物组成。

哈勃望远镜将目光对准了宇宙中最雄伟、最壮观的星系——墨西哥草帽星系,又名Messier 104 (M104)。该星系最突出的特点是一个明亮的、白色的球状核心,四周围绕着厚厚的尘埃带。从地球上望去,该星系似乎侧对着我们,的确,我们相比其赤道平面仅仅偏北6度。这一灿烂的星系以墨西哥草帽得名,因为它的形状与墨西哥宽边、高顶的草帽非常相似。

在这幅由哈勃望远镜拍摄的照片中,木卫三刚好即将消失在木星背面,仿佛在玩“躲猫猫”游戏。木卫三每隔7天绕木星转一圈。由于木卫三的轨道正好侧对着地球,从地球上看,木卫三便会阶段性地出现和消失。木卫三由岩石和冰组成,是太阳系中最大的卫星,甚至比行星水星还要大。但和木星这个庞然大物比起来,木卫三就像是一个微不足道的、脏兮兮的雪球了。

这幅由艺术家绘制的概念图显示了太阳系外行星HD 189733b在其恒星HD 189733A前穿行而过的场景。哈勃望远镜于2010年观测到了这颗行星及其所属恒星,并在2011年观察到了恒星发出的耀斑(如图所示)。跟随耀斑,哈勃望远镜发现该行星的大气层在以每秒1000吨的速度蒸发。根据太阳动力天文台的观测可知,该恒星的质量约为太阳的百分之八十。

图中的天体看上去就像一只纤巧的蝴蝶,但它实际上却和图片给人的沉静感觉毫不相干。那些“蝴蝶翅膀”其实是将近2万摄氏度的高温气体,以每分钟95万公里的高速向外喷射——若是以这一速度,从地球到月球只需要24分钟。在这片混乱的正中央,是一颗濒死的恒星,它的质量一度有太阳的5倍之多。如今,它正在向外放出源源不断的紫外辐射。这一天体是行星状星云的典型。行星状星云之所以这样命名,是因为从小型望远镜望去,这种星云看上去就像一颗行星。

疏散星团Pismis 24位于巨大的弥漫星云NGC 6357中央。该星云的一部分被Pismis 24中最年轻的数颗恒星(即图中的蓝色恒星)离子化了。由这些闪耀的恒星发射出的密集的紫外辐射击中了星团外围的气体,从而在弥漫星云NGC 6357中产生了一个空洞。而这些外围气体也使得对这一区域的探测愈加艰难。其中,大恒星Pismis 24-1是“银河系重量大赛”中最负重望的选手之一。它是一颗明亮的年轻恒星,位于恒星团Pismis 24的中间位置,距地球约8000光年。人们估计Pismis 24-1的质量约为太阳的200至300倍。然而,哈勃望远镜对该恒星的最新探测发现,Pismis 24-1实际上是两颗单独的恒星,这就将其质量折半成了太阳的100倍左右。

在哈勃望远镜的21周岁生日前夕,美国航空航天局(NASA)和欧洲航空局(ESA)公布了一组相互作用的星系的照片,名为Arp 273。两个星系中较大的一个有着扭曲的形状,说明其受到了另一个较小星系的潮汐效应的影响。

NASA于2011年12月4日公布了这张于2004年2月拍摄的照片。图中为位于麒麟座的恒星V838 Monocerotis's(又称V838 Mon)发生的回光现象,直径约6光年。光芒由恒星周围围绕的尘埃环反射。V838 Mon距地球约2万光年。2002年1月,它的外层忽然发生急剧膨胀和爆炸,并由此成为银河系中最明亮的恒星。

图中山峦高耸,云雾缭绕,如同托尔金小说《魔戒》中的场景。而由哈勃望远镜拍摄的这张照片远比小说中的情景更为壮观,显示了一根由气体和尘埃形成的巨柱顶端发生的混乱场面。这根柱体高约3光年,它的一部分被隐藏在附近恒星明亮的光芒之中了。它还受到内外夹击,藏在柱体中的年轻恒星正不断向外喷射气体,并从柱体顶端冒出来。

“鬼头星云”是大麦哲伦云中剑鱼座30星云南方的一条恒星诞生区。图中两个明亮的区域如同鬼魂的眼睛,左边的名为A1,右边名为A2,它们实际上是两团极热且发光的氢气和氧气。A1中的气泡来自于一颗大恒星释放出的辐射及恒星风。与之相比,A2有着更为复杂的外观,因为其中尘埃更多,还有数颗隐藏其中的大恒星。A1和A2中的大恒星一定是在过去的1万年中刚刚形成的,因为它们诞生时形成的气罩还没有被其放出的辐射破坏掉。

图中的两个星系——NGC 4038和NGC 4039——仿佛正陷于一场宿命的交缠之中。它们一度也是像银河系一样正常的螺旋星系,但在过去的几亿年中,它们却一直忙于与对方的纠葛。它们之间的互动是如此猛烈,其中的恒星都纷纷被从自己的星系中扯出,形成了一条长长的星流。而这张广域图像正揭露了它们得名的原因:两个星系中延伸出的恒星和气体如同昆虫的触角。

哈勃望远镜成功拍摄到了这张蜘蛛星云的近距离照片。这个由电离化的氢气组成的恒星诞生区位于大麦哲伦云(一个与银河系毗邻的小星系)。其中有很多非常极端的天体,如超新星和目前已知的最重的恒星。蜘蛛星云还是它这种类型的星云中最明亮的一个。

这张由哈勃望远镜拍摄的图片中显示了2001年6月13号与火星的一次近距离接触。这是十几年中,火星距离地球最近的一次。地球与火星的距离仅为4200万英里(约合6700万公里),只需用一架小型望远镜,就能看见火星两极的冰盖。

在宇宙的形成中,恒星的形成可谓是最重要的进程之一。它在星系的演变中具有举足轻重的作用,同样也是在恒星形成的早期阶段,行星系才会逐步出现。但目前仍存在许多令天文学家费解的问题,比如,不同组成和密度的气体对形成恒星的特性有什么影响?又是什么导致了恒星的形成?对于一种名为絮状螺旋的星系来说(如图中所示的NGC 2841),推动恒星形成背后的驱动力尤其令人百思不得其解。这种星系有着短短的螺旋状臂,而非银河系那样清晰易辨的星臂。

这张照片中是哈勃望远镜拍摄的一个美丽的螺旋状星系,名为PGC 54493,位于巨蛇座中。该星系是一个星系团的一部分,此前天文学家在探索一种名为弱引力透镜的效应时,曾对这一星系团进行过研究。弱引力透镜效应是由宇宙中物质的不均衡分布引起的(包括暗物质在内)。暗物质是宇宙中最大的谜团之一。它与普通的物质相比,显得非常与众不同,因为它既不发射光线,也不吸收光线,或是任何电磁波形式的能量,因此被称为暗物质。

为了庆祝哈勃望远镜的24岁生日,NASA和ESA公布了这张美丽的照片。图片中是NGC 2174的一部分,又名“猴头星云”。NGC 2174距地球约6400光年,位于猎户座。哈勃望远镜曾于2011年对其所在的区域进行过观测,那片五颜六色的区域中分布着许多年轻的恒星,围绕着明亮的宇宙气体和尘埃。图中显示的这部分猴头星云是由哈勃第三代广域摄像机拍摄的。

这张壮丽的照片由哈勃增强型观测照相机拍摄,图中云蒸霞蔚,成千上万的恒星正在成型。这是猎户座大星云中最鲜明突出的部分,图中有3000多颗大小各异的恒星,其中有一些恒星在可见光下是看不到的。这些恒星隐藏在一片由尘埃和气体构成的壮丽景象中,有平原,有高山,还有巨大的峡谷。猎户座大星云如同一本讲述恒星如何形成的图书,从最大、最年轻的恒星,到满布恒星的、稠密的柱状气体。其明亮的中央区域里,有四颗该星云中最巨大的恒星。它们被称作猎户座四合星,因为它们排列的形状像一个梯形。而由这几颗恒星发出的紫外线在星云中挖出了一个空洞,还干扰了其它数百颗较小恒星的生长。

NGC 7714是一个距地球1亿光年之遥的螺旋星系——在宇宙的数量级上,这已经算是一个比较近的邻居了。不久前,人们刚在这一星系中观察到了一些激烈而壮观的景象。而这些事件也在NGC 7714形状独特的旋臂上留下了一系列痕迹。我们可以看到一条金色的薄雾从星系中间向外伸出,说明它正在与它的伴星系NGC 7715发生“融合”。

图为一颗太阳系外的行星正在蒸发的景象。这是人们首次观测到太阳系外行星由稠密氢气构成的、温暖的大气层。

就像床底和角落里堆积的尘土一样,在巨大的椭圆星系NGC 1316中,也四处堆着乱糟糟的宇宙尘埃。在这张由哈勃望远镜传回的数据合成的图片中,我们可以看到这个巨大的星系中的尘埃带和恒星团,说明它过去是由两个气体含量很高的星系融合而成的。

图为位于杜鹃座的球状星团NGC 121。球状星团由许多如卫星般围绕其所在星系中间旋转的年老恒星构成,形状呈球形。银河系中就有约150个球状星团。NGC 121位于和我们毗邻的小麦哲伦云星系。它于1835年由英国天文学家约翰·赫舍尔(John Herschel)发现。近年来,天文学家对其进行了深入研究,希望以此了解更多恒星形成和演变过程中的奥秘。

图中闪闪发光的羽毛状物如同水下拍摄的美景,但这可不是真正的海洋。它实际上是大麦哲伦云的一部分——一个与银河系毗邻的小型星系,在我们的天空中轻轻闪耀。哈勃望远镜已多次对这一星系进行过观测,并拍摄了许多令人震惊的美景,展示了其中螺旋状的气体和闪烁的恒星。该图显示了蜘蛛星云外围的局部。而蜘蛛星云的美丽素来闻名于世,频频成为哈勃望远镜拍摄的目标。

NASA和ESA于2013年公布了这张同年拍摄的照片,用以庆祝哈勃望远镜的23岁生日。该图显示了猎户座的局部。其中马头星云如同一匹巨大的海马,从由尘埃和气体构成的“波浪”中探头而出。该图片用红外光显示了这一区域,因为红外光比可见光的波长更长,更容易穿过尘埃密布的星云内部,探测其中的细节。从图片上看,这一区域显得十分虚无缥缈,甚至有些脆弱,仅由层层叠叠的气体构成,这与该星云在可见光下的状态有着明显不同。

2012年12月18日,NASA和ESA为了庆祝圣诞假期,公布了这张震撼人心的照片。图为行星状星云NGC 5198,其错综复杂的结构就像横亘在宇宙中的一条五颜六色的丝带。

这张火星照片由2001年7月公布。2003年8月27号,火星来到距地球仅3500万英里(约合5632万公里)之处,这是自从1924年以来,火星与地球的最近距离,而下一次这样的近距离接触要到2287年。从地球的角度来看,这段距离已经很长了。然而从太阳系的尺度来看,这可谓是咫尺之间。今年,NASA、欧洲航天局和日本都计划向火星发射宇宙飞船。

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