哈勃探奇

龐然大物?

普日密斯24星

普日密斯24星只不过是一个大星团——NGC 6357中的一颗恒星而已,但也是该星团中最亮的星。该星团中有许多正在生长的年轻恒星,即原恒星。原恒星生长于稠密的尘埃云中,因此只能在可见光波长观测宇宙的望远镜是看不到原恒星的。哈勃太空望远镜(以下简称哈勃)可被用于紫外光、可见光和部分红外光观测。这种全色观测能力对于研究从太阳系活动到遥远星系的所有宇宙现象都很有用。在这幅图中,哈勃看穿了尘埃云,让我们得以一窥恒星诞生的地方。科学家曾经以为普日密斯24星是NGC 6357星团中最重的恒星,并估算其质量是太阳的300倍。但哈勃的探测结果表明,普日密斯24星的质量其实只相当于太阳的100倍。

揭开面纱

面纱星云

到达生命终点、以超新星形式爆发的恒星经常会在太空留下“疤痕”——一团被称为超新星残余、色彩明亮的气云。面纱星云就是这样一个残余,它的扩展半径超过110光年。1997年,哈勃一窥面纱星云。2015年,哈勃再窥该星云,并拍下了这幅照片。在这18年间,科学家乘坐航天飞机造访哈勃,两次升级它的主要“宽场和行星照相机”。该相机在像素提高后,以新的细节水平揭示了面纱星云中复杂的气须。

形成面纱星云的超新星看来爆发于8000年前,从天文意义上讲堪称近在昨天。该星云至今仍在膨胀、变化。通过观测这些变化,科学家能更好地了解这类星云怎样演化。

恒星冲击波

泡泡星云

泡泡星云的正规名字是NGC 7635,它是由大约45倍于太阳质量的一颗“暴躁”恒星甩出自己的气体或恒星风而产生的。这些气体的穿行速度高达每小时6500万千米,它们冲进周围的星际介质(即填满恒星之间的空间的气体)而产生冲击波。冲击波经过的区域升温发光,产生明亮的泡泡,泡泡星云由此得名。但这个泡泡不平衡——恒星位于泡泡的左上部。该区域的星际介质温度较低,因而密度更大,这导致气体难以朝着该方向扩散。

射流推进

赫比格—哈罗射流

在这幅图中,可见赫比格—哈罗射流喷出一些新生的恒星。当一颗恒星形成后,通常会有由剩下的气体和尘埃组成的盘环绕它。这张盘与恒星磁场之间有复杂互动,这意味着一些气体最终被以极高速度甩出。极速气体撕裂星际介质而形成的冲击波,产生了在图中可见的明亮发光射流。不仅哈勃的高精度能以前所未有的细节展示这种射流,而且科学家能研究射流的生长过程。随着射流移动到更远的地方,它会冲击一些新的气团,导致气团明亮闪光,但在几年中又逐渐变暗,这就让科学家能看见通常情况下难得一见的星际介质。虽然在天文学中30年不算长,但科学家通过哈<cite 勃获得了有关大质量恒星喷射情况的连续30年数据,这比以往只有一张快照要好太多,从而让他们能更好地了解宇宙现象。

超热物体

NGC 5033

螺旋星系NGC 5033很像银河系。两者的直径都是大约10万光年。NGC 5033的核心有一个超大质量黑洞,其质量为太阳的1000万~几十亿倍。但与银河系不同的是,NGC 5033的黑洞一点也不安分。它被旋转的气体和尘埃盘环绕。黑洞旋转速度也极快,因此黑洞变得超热、发光,形成活跃星系核。多年来,通过观测星系中心尘埃的运动,哈勃发现了成百上千个超大质量黑洞。如<bdo 果这些尘埃移动很快,那么必定有一个黑洞把它们固定在轨道上,否则它们就会飞到星系中的其他地方。哈勃发现几乎每个大质量星系中心都有超大质量黑洞。科学家现在相信,超大质量黑洞在塑造星系方面有重要作用。

孤独恒星

北落师门

在哈勃升空之前,科学家只知道太阳系中有行星。而今天,科学家已经知道了环绕其他恒星的成千上万颗系外(指太阳系以外的)行星。用哈勃研究系外行星再合适不过了。但哈勃的视野不够宽,搜寻大片天空的时间窗也短,因此哈勃并不擅长于发现系外行星。但一旦发现系外行星,就可以用哈勃对其进行仔细的跟进观测。

在一个罕见情况中,哈勃似乎发现了环绕恒星北落师门的一颗行星。北落师门被延伸达大约200亿千米的尘埃环围绕,如此宽的延伸距离简直大得难以想象。这样的环通常是由把尘埃引入特定轨道的所谓“牧羊行星”创生的。为了寻找疑似存在的北落师门“牧羊行星”,哈勃在多年里反复拍摄北落师门系统的图像。通过比较这些图像,科学家认为,自己发现了一个在北落师门尘埃环上缓慢移动的亮点,那么它是不是第一颗拍摄于可见光波长的系外行星?遗憾的是,进一步分析证明那并非是一颗行星。由此看来,北落师门仍然孤独,除非未来有环绕它的行星真的被找到。

宇宙透镜

引力透镜效应

星系团是宇宙中质量最大的天体之一。星系团是如此沉重,以至于它们会扭曲时空架构,经过它们的光线也被弯曲。如果条件合适,这种扭曲就可作为一种透镜,导致位于“透镜”背后数十亿光年的星系被放大,这被称为引力透镜效应。左图中,可见经历了透镜作用的多个明亮蓝色星系,但透镜效应把它们扭曲成了弯曲的弧形。这类图像在追踪宇宙中最神秘物质之一——暗物质方面很重要。星系团中大部分物质都被认为是暗物质。虽然科学家并不知道暗物质是什么,但通过哈勃对引力透镜效应的观测,科学家已经知道了暗物质的分布情况和暗物质在整个宇宙历史上的演化情况。在研究了扭曲星系的模式后,科学家创制了左图星系团中的暗物质地图,如右图中蓝色所示。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午10:09。
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