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千万象素高清套图:壮丽宇宙(之六)(引用)  

2011-07-28 20:40:18|  分类: 社会杂谈 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 很少有极光能达到如此清晰的程度。上面的影像是用一台高级数码相机拍摄,捕捉到了上周发生在加拿大阿尔伯塔上空出现的特殊景象—异常活跃而又色彩缤纷的极光冕。就像一朵花一样,壮观的极光异常清晰。极光颜色鲜明,绿色和紫色是因为高空大气层内氧原子和氢原子与进入大气层的电子暴接触后发生反应引起。许多上镜的极光都是因为太阳风最近通过地球而引发的。极光的出现难以预计,因为最近太阳异常平静。














船底座星云:
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  被命名为Lyman-α云团,这是一个巨大的氢气云团,这张显著影像里(左侧)覆盖了数十万光年,影像是由太空和地面望远镜拍摄的X-射线,光学以及红外影像合成。样子看上去像巨大、类似变形虫一样的结构显示的是当宇宙正处于仅20亿年的时候(也就是大约120亿年前)。Lyman-α云团如此被称呼是因为其强烈的放射线,也就是氢气放射出的Lyman-α放射线。通常,Lyman-α放射线是光谱中的紫外线部分,但是Lyman-α云团太遥远,因此它们发出的光发生了宇宙红移,更靠近了可见光波段。X-射线数据(蓝色)表明在云团内的某个活跃星系中央有一个质量超大的黑洞。右侧的插图是一张特写,活跃星系内发射出的射线和喷流被认为是云团内高能炽热氢气的来源。事实上,Lyman-α云团能够代表一个星系演变过程中的最初阶段,这个时候加热程度很巨大,并开始限制活跃星系以及它们内部黑洞的进一步快速演变。

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  恒星都去哪了?这里的天空曾被认为是一个洞,而如今天文学家们都知道这是一片黑暗的分子云。高度密集的尘埃与分子气体吸收了背景恒星发出的可见光。异常黑暗的环境能帮助科学家理解宇宙中最寒冷最孤立地区分子云的内部情况。这些黑暗吸收星云中最为显著的一个就是蛇夫座内的巴纳德68星云,如上图所示。在中央区域看不到恒星,这就表示了巴纳德68距离相对较近,距离我们仅仅500光年远,大小约半光年。现在还不确定像巴纳德68星云的分子云是如何形成的,但是那些星云可能是新恒星诞生的场所。事实上,最近发现巴纳德68星云正在坍塌并且形成一个新的恒星系统。可以利用红外光线透过星云看到它。

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  这里有一些位于生疏空间里的熟悉形状。左上角的发射星云很有名,部分原因是因为它跟地球上的北美洲类似。而北美洲星云右侧是一个被编录为NGC7000的星云,比北美洲星云亮度稍差,样子看起来有些像鹈鹕,所以被称之为鹈鹕星云。两个发射星云大约有50光年宽,距离我们大约1,500光年远,中间被黑暗的吸收云隔开。这张壮观的影像捕捉到了星云,明亮的游离界面,以及黑暗尘埃较好的细节。在黑暗的地区用双筒望远镜就能看到该星云。朝天鹅座内亮星天津四的东北方就能寻找到一个小星云亮斑。现在还不知道哪颗恒星或者是哪些恒星电离了发红光的氢气。

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  沿着北斗七星的勺柄向远离北斗七星碗口的方向指去,直到你找到勺柄上最后一颗亮星。然后,将你的望远镜微微向西南方移动,你可能就会找到这个绚丽的星系对,第51个进入梅西耶著名星云星图表的天体。巨大的星系最初被称为旋涡星云,因具有较好的旋臂结构也被编录为NGC5194。旋臂和尘埃带清晰地扫过伴星系(左侧)-NGC5195的前方.这对星系相距大约3,100万光年,分别位于猎犬座对角边线上。尽管M51人肉眼看上去较为昏暗模糊,但上面这张在上个月经过长时间曝光拍摄的广域影像中,显示了大量昏暗复杂的区域实际上围绕着较小的星系。

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  什么造成了这些长而又奇怪的卷云?没有人知道。有一种被称为阵晨风云的罕见云层,它能一直延伸1,000公里长,高度可达2公里以上。尽管在世界各地的一些特殊地点都看到过类似的滚轴云出现,但是在澳大利亚昆士兰州伯克顿上空的奇怪云朵每年春天都能出现。长条状、水平延伸的管状循环气流形成于湿冷气流与逆温层发生遭遇时,逆温层是空气温度随着高度的增加而发生非典型升高。当天气晴朗的时候,这些管状环流以及周围的空气可能会对飞机产生具有危害的涡流。据报道阵晨风云风速可达每小时60公里,但地面上仅有微风吹拂。上面的影像是摄影师Mick Petroff在澳大利亚卡本塔利亚湾海港上空的飞机上拍摄到的阵晨风云。

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  NGC3372也被称为船底座大星云是南方天空中的宝石,大约涵盖300光年,也是我们星系内最大的恒星形成区域之一。就像较小的北方猎户座大星云一样,船底座大星云肉眼更容易看到,尽管它距离我们大约7,500光年远,比猎户座大星云远5倍。在这张绚丽的望远镜影像里,显示了该区域内显著的细节,星际气体和黑暗宇宙尘埃云形成了炽热的灯丝状物质,这张影像是由智利拉息拉天文台,直径为2.2米的ESO/MPG望远镜拍摄得到。船底座星云是年轻,质量极大恒星的家园,包括仍然处于变幻莫测的船底座η星,该星质量是太阳质量的100多倍。船底座η星就是这个区域中央暗槽左侧明亮的恒星,也就在尘埃状的钥匙孔星云(NGC3324)附近。

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  NGC2818是一个美丽的行星状星云,也是一颗濒临死亡,大小类似太阳恒星的气体外壳。它很好的预见了我们太阳在50亿年之后将发生的情景,慢慢耗尽恒星核中的氢,最后变成氦元素,以此为核聚变提供燃料。奇怪的是,NGC2818位于一个稀疏的疏散星团NGC2818A内,该星团位于南方的罗盘座内,距离我们大约1万光年远。因为在仅仅数百万年之后,疏散星团开始消散,可能因为这个星团异常的年老,其内的一颗恒星已经演变到了行星状星云阶段。在这个恒星团的距离上,行星状星云NGC2818大小约4光年。这张哈勃影像是一组通过窄带滤波器拍摄到影像合成,影像中显现了由氮,氢,氧原子放射出的色彩,分别是红色,绿色和蓝色辉光。

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  旋涡星系NGC4921距离我们多远?尽管如今估计该星系距离我们大约3.2亿光年远,但更为精确的测定距离与它的逃逸速度一起能帮助人类更好的测算整个宇宙的膨胀速率。为了达到这么目标,这张由哈勃太空望远镜拍摄的影像就是为了帮助确定关键的恒星距离也就是被称为造父变星。因为NGC4921是后发座星系团的一员后,重新测定星系团的距离能更好地距离测定其内最大星系的距离,因为相对较低的恒星诞生率以及较暗的表面亮度,NGC4921被认为是一个贫血星系。这张显著的清晰影像是由哈勃先进的探测相机拍摄,如今该相机需要修复。在影像中可以看到,从中央向外是明亮的星核,中央棒,黑暗尘埃环,最近诞生恒星形成的蓝色星团,以及数个较小的伴星系,遥远宇宙中没有联系的星系,以及我们银河系内不相干的恒星。

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猎户座腰带恒星最东侧的恒星参宿一,其位于影像的右侧底部,由著名的马头星云和焰火星云围绕。但是这张影像从东(左侧)到北(顶部)扫过了更远的区域,细致的宇宙气体尘埃云分散在星云富集的区域内。影像顶部左侧被一片可怕的蓝色辉光以及反射星云M78黑暗尘埃带占据着。类似马头星云、焰火星云以及猎户座星云一样,M78也是距离我们1,500光年远猎户座巨大分子云的一个可见部分。

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  距离我们大约1,500光年远,夜空中最易辨别的星座之一,就是发光的猎户座星云与黑暗的马头星云,二者相互衬托显示了美丽的宇宙景色。在上面这张用数码相机连接小望远镜拍摄的绚丽影像中,两个星云分别位于相对应的两个角上。在这个壮观的发射区域里,猎户座星云(M42)位于影像的右上角。紧接着它左侧是一个明显的蓝色反射星云,有时候被称为奔跑中的人。马头星云看上去是一团黑暗的云气,是左下角长长的红色辉光内一个较小的轮廓。参宿一是猎户座腰带上最东侧的恒星,可以看到它也是马头星云左侧最明亮的恒星。在参宿一下方是火焰星云,由明亮的发射星云以及生动的黑暗尘埃带组成。在相同区域内拍摄的这张深空影像中可以清楚地看到,到处都蔓延着炽热氢气发出的卷须状物质。

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  搜索这片星系群,加拿大天文学家保罗.希克森以及他的同事们确认了大约100个致密星系群,现在被称为希克森致密星系团(HCGs)。在这张清晰的哈勃影像中,显示了其中一个这样的星系团--HCG90,其中显示了惊人的细节。三个星系相互吸引:一个尘埃状旋涡星系在一对巨大的椭圆形系之间被扭曲拉长。近距离地相互通过会触发激烈的恒星诞生。在宇宙的量级上,引力战争将会使得三个星系最终合并为巨大的单个星系。合并过程现在被理解为星系在演变过程中的正常阶段,这也包括我们的银河系。HCG90位于南鱼座内,距离我们大约1亿光年远。在这个估计距离上,这张哈勃影像大约覆盖8万光年。当然,希克森致密星系团还有助于地面上的天文学家利用更多的中型望远镜进行观测。

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  这个外表看起来异常的星系是如何形成的?没人能知道,特别是旋涡星系NGC7049外表看起来如此奇怪。NGC7049显著的外表主要是因为其异常而又突出的尘埃环,如同一个剪影一般。模糊的光环比背景中数百万颗昏暗的恒星暗多了。除了黑暗的尘埃,NGC7049看上去类似一个平滑的椭圆星系,尽管其内存在少量的球状星团。上面这张影像是最近由哈勃太空望远镜拍摄的。NGC7049顶部附近的明亮恒星是一颗与星系无关的前景恒星,它位于我们银河系内。在星系中央附近,围绕在盘面外由气体形成的异常中心极环,但是在这里看不到。因为NGC7049是该星系团内最亮的星系,所以它的形成可能是最近由数个星系碰撞的结果。NGC7049覆盖大约15万光年,距离我们大约1亿光年远,位于印第安座内。

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  这些星际气体尘埃云绽放在星云富集的仙王座内,距离我们大约1,300光年远。有时候它被称为彩虹星云,正式被编录为NGC7023,这不仅仅是天空中唯一演变成花朵一样的星云。在它周围有模糊的尘埃以及冷分子气体云存在,所以我们能体会到其它令人费解而又奇幻的形状的成因。在彩虹星云内,尘埃星云物质围绕在年轻炽热恒星周围。这个较为明亮的反射星云以蓝色为主,因为这是尘埃微粒反射星光的特征色。宇宙尘埃中央的灯丝状物质发出泛红色荧光,这是因为尘埃微粒将恒星发出的紫外光有效地转变成可见的红光了。通过红外观测发现这个星云可能含有复杂的碳分子即多环芳香烃(PAHs)。在彩虹星云这个估计距离上,这张壮观的广域影像可能涵盖了30多光年。

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  对有些人来说,它可能看起来就像一头巨型宇宙怪兽,但它比怪兽大多了。而对另一些人来说,它可能看起来就像海马,但是影像右侧黑暗的天体实际上只是一道大约20光年长的尘埃柱。这奇怪的尘埃结构就位于大麦哲伦星云内一个恒星形成区域里,非常临近广阔的蜘蛛星云。高能的星云正在形成一个名为NGC2074的恒星团,朝海马脖子方向看去,影像顶部外就是星团的中心。上面这张具有代表性的彩色影像是去年由哈勃太空望远镜广角行星2号相机为了纪念哈勃第10万次绕行地球而拍摄。当星团内形成了新星,在未来的数百万年里,它们发出的光和恒星风将会慢慢地侵蚀尘埃柱。

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御夫座火焰星云

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  为什么许多星系看起来就像一个旋涡?上面影像中的M101就是这样一个壮观的例子,其相对较近的距离—2,700万光年也使得它已被研究得较为详细。最近发现的证据表明,与邻近星系紧密的引力作用形成了大质量致密气体激波,而该气体激波依旧围绕着星系中央运动。这些激波压缩了已存在的气体,造成了恒星的诞生。其中一个结果就是被称为风车星系的M101内有数个极度明亮的恒星形成区域(也被成为HII区域)分布在星系的旋臂上。M101如此巨大,因此它极大的引力作用扭曲了周围邻近的小星系。

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  有一天我们太阳会不会看上去像这样?螺旋星云是最明亮及最近的行星状星云之一,是一个类似太阳的恒星在生命的最后阶段产生的气体云。从我们有利的位置看去,恒星的外部气体喷射到太空中,仿佛就像俯瞰一个螺旋一样。中央残留的恒星核注定会变成一颗白矮星,发出强光,使得先前喷出的气体发出荧光。螺旋星云正式被编录为NGC7293,距离我们大约700光年远,位于宝瓶座内,大小约2.5光年。上面的影像是欧南台La Silla天文台内直径2.2米望远镜的广角成像仪拍摄。螺旋星云内边缘的特写中显示了复杂的气体节点,其起源仍未知。

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  观察被编录为NGC281的宇宙星云,会很容易错过疏散星团IC1590。但是,诞生于星云内的年轻大质量恒星最终激发了星云内到处弥漫的光和热。出现在这张NGC281彩色影像里,引人瞩目的是柱状和布满尘埃的球状体,其被炽热恒星团放射出的高能恒星风和射线侵蚀。如果这些恒星存在时间够长的话,这些尘埃结构将会是未来的恒星形成区域。有时候NGC281被称为Pacman 星云,就是因为其在广域影像中的整体外观,NGC281距离我们大约1万光年远,位于仙后座内。这张合成影像是通过窄带滤波器拍摄得到,其中显示了星云内氢,硫和氧原子发出的绿色,红色和蓝色光辉。以NGC281的距离估计,这张影像覆盖了80多光年。

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  两个星系在室女座内遭遇,这是最新拍摄到的影像。两个星系碰撞,但是星系内的恒星却不会发生碰撞。这是因为星系内通常有真空区域,而明亮的恒星仅仅占据了很小的部分。但是在碰撞期间,一个星系的牵引力能撕裂另一个星系,而两个星系的尘埃与气体都将发生碰撞。如果两个星系融合,那么先前位于各自星系中央的黑洞最终也将会融合。因为两个星系间的距离很大,整个过程在缓慢中进行,所需的时间将超过数亿年。除了两个巨大的旋涡星系之外,在上面影像的最左侧还可以看到第三个较小的星系,也被称为NGC5679。Arp274覆盖大约20万光年,距离我们大约4亿光年远,位于室女座内。
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  在距离约300万光远的旋涡星系M33内,巨大的恒星形成区域NGC604大小约1,300光年,相当于猎户座星云大小的100倍。事实上,在本地星系团内众多恒星形成区域中,NGC604是仅次于剑鱼座30的第二大恒星形成区域,剑鱼座30就是大麦哲伦星云内的蜘蛛星云。这张太空时代彩色合成影像是由钱德拉观测卫星拍摄到的X射线数据(蓝色辉光),与哈勃光学数据结合,显示了NGC604内巨大的气泡和空洞,期内充满了炽热、纤细的由X射线激发出的气体。令人好奇的是,NGC604本身被一道相对较冷的气体墙分隔了。在星云的西侧(右侧),经过测量表明其内的物质被一团大约具有200颗年轻的大质量恒星吹出的高能风加热,放射出X射线。在星云东侧,充满X射线的泡泡,看上去似乎较年老,可能与大质量恒星在演变的最后阶段发生超新星爆炸有关。

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  这两个星云被编录为M27(左)和M76,俗称哑铃星云和小哑铃星云。并不是故意说明视觉上的差别,它们的名字已经指出了两者具有相似的哑铃或者沙漏形状。都是行星状星云,气体外壳都是由濒临死亡的恒星吹出,在物理大小上类似,涵盖大约一光年左右。在每块面板上,影像都是以相同的比例制作而成,因此外观上尺寸的不同是因为其中一个更近些。哑铃星云距离我们大约1,200光年远,相比小哑铃星云距离我们3,000多光年远。这张深空、窄波段假色影像里显示了M27和M76内一些显著的复杂结构,其中突出了宇宙星云内氢,氮及氧原子放射出的光线。

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  在第一次环球航行期间,16世纪葡萄牙航海家费迪南德·麦哲伦和他的船员们有充足的时间来研究南半球的天空。对于南半球天空观测者来说,很容易就能看到两个模糊的、类似云雾一样的天体,它们被称为麦哲伦星云,现在我们都知道这是我们银河系的卫星星系。大麦哲伦星云距离我们大约16万光年远,位于剑鱼座内,这上面这张影像里能看到显著的细节,它由10帧影像合成。大麦哲伦星云大小约3万光年,是银河系卫星星系中质量最大的星系,也是现代最近超新星SN1987a爆发的位置。在影像底部附近,那个突出的红点就是剑鱼座30,也被称为蜘蛛星云,是大麦哲伦星云内一个巨大的恒星形成区域。为了确定超新星的位置,你可以游弋在大麦哲伦星云内众多星云与星团之中,只要查看这张标注了的影像可以。

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  西班牙和美国天文学家日前使用“光回声”(light echo)成功地捕捉到400年前太空中一次超新星大爆炸的情形。天文学家描述当时这颗超新星爆炸后的样子像一块漂浮在太空中巨大且艳丽的比萨。这颗耀眼的“新星”于1572年11月出现在天空,当时这颗星星非常明亮,以至在白天都能清楚地看到。这颗新星是丹麦天文学家、贵族第谷·布拉赫(Tycho Brahe)在仙后座附近发现的,他当时认为这颗星距离地球非常遥远。
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