哈勃望远镜拍摄的图片是真实的吗知乎(太空中美景32年,32张图,回顾哈勃望远镜拍摄的那些宇宙级美景!北京科技报2022-05-06 14:00北京北京科技报2022-05-06 14:00北京)
“大名鼎鼎”的哈勃空间望远镜,今年32岁了。一路冲出大气层的它,多年来拍摄了一幅幅美妙的宇宙图景。一起回顾。图片来源:NASA官网哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope,缩写HST)是NASA和欧洲航天局(ESA)的联合项目,发现号航天飞机于1990年4月24日发射,随后于4月25日将哈勃望远镜送入轨道。▲哈勃空间望远镜(图片来源:NASA)这部位于太空中的望远镜,彻底摆脱了地球大气的干扰,让我们得以一窥宇宙的真面目。几十年哈勃一直非常忙碌,它注视着星系、彗星、小行星、星云、行星和恒星,对约50000个天体目标进行了超过150万次成像。32年来,哈勃经历过多次太空维修,并在一系列技术故障中幸存下来,即便是最新一代的詹姆斯·韦伯望远镜已经在轨运行,这个老化的天文台仍然存在,并继续运行下去。接下来,让我们随着这些美妙的宇宙图景,了解这台望远镜的伟大成就。1991年:木星首张彩色照片1991年,投入运行不久的哈勃望远镜,就给我们带来了惊喜。利用其携带的广角行星相机(Wide Field Planetary Camera),哈勃望远镜拍摄下木星的首张彩色照片。木星大气中的氨冰等物质构成了带状云,而右下角则是木星著名的大红斑——一个已经存在数个世纪,直径比地球还大的巨型风暴气旋。这只是初出茅庐的哈勃小试牛刀,在维修升级后还拍摄了更多高清得多的木星照。1992年:椭圆星系NGC 4261的中心这张略显模糊的图像,展示了椭圆星系NGC 4261中心的盘状结构。这个直径约300光年的圆盘由低温气体与尘埃组成,它也是该星系中心黑洞的物质来源。其近60°的倾角使得天文学家能够清晰辨别其内部结构。超大质量黑洞疯狂吸积周围物质,产生强烈爆发,形成射电喷流。1993年:天鹅圈天鹅圈(Cygnus Loop,又名电波源W78),是位于天鹅座的一处巨大超新星残骸。这张图片是天鹅圈的一小部分,以前所未有的清晰度,展示了大约1.5万年前一颗巨大的恒星爆炸产生的冲击波的边缘。 1994年:漩涡星系梅西耶100的中心哈勃空间望远镜发射升空时,由于镜面存在微小的缺陷,其拍摄的照片略显模糊。1993年12月,NASA对哈勃望远镜进行了首次维修,NASA宇航员修正了镜面缺陷、将广角行星相机升级为第二代,此外还更新了计算机、太阳能板、陀螺仪等设备。这张室女座星系团中最明亮的星系的旋臂结构照片,就是哈勃望远镜升级后不久拍摄的。 1995年:创生之柱很多读者一定对这张照片不会陌生。这张哈勃望远镜最著名的作品之一,由32张照片拼接而成,展示了名为鹰星云(M16)的疏散星云中,气体和尘埃构成的柱状结构。其中最高的“柱”足足有4光年长。创生之柱诞生于光致蒸发过程:来自新生恒星的紫外线造成星云中的气体逃逸,而尚未“蒸发”的气体与尘埃就构成了这种美丽的图像。 1996年:星系团0024+1654的引力透镜虽然图片中心的明亮区域很抢眼,但让我们先把视线放到图中的蓝色环状物体。数一数,是不是有5个蓝色天体?事实上,它们全都是同一个星系!而导致这一现象的,就是图片中心星系团0024+1654的引力透镜效应:当蓝色星系的光线经过时,其巨大的引力场导致光线弯曲,从而让我们看到罕见的“重影”。 1997年:蝴蝶星云这个形态酷似蝴蝶展翅的行星状星云也被称作闵考斯基2-9星云(M2-9),由天文学家鲁道夫·闵考斯基在1947年发现。整整50年后,哈勃望远镜拍下了其清晰的图像。在蝴蝶星云中心,两颗恒星以非常接近的距离相互绕行,甚至有可能发生了恒星吞噬。 1998年:土星红外光图像这幅色彩鲜艳的土星照片,展示的并不是土星的真实色调,而是其反射的红外光。不同的颜色体现了土星大气层的分布特征:蓝色表示低至云层的大气层,其色调可能由氨冰晶体组成;绿色和黄色是云层上方的烟雾层;红色与橙色区域的云层较高,到达了大气层;而南极的暗色区域表示云层中的一个巨型空洞。 1999年:木星与木卫一相比于太阳系中多数行星与卫星的死气沉沉,木卫一的超过400座活火山让它成为太阳系中地质活动最为活跃的天体,同时也成为科学家关注的对象。在试图寻找木卫一的火山烟羽的过程中,在紫外线与紫光波段,哈勃望远镜意外捕捉到木卫一经过木星的瞬间。图片右侧的黑色圆形区域,是木卫一在木星上的阴影。 2000年:亮眼星云这只宇宙之眼,可能预示着60亿年后太阳的结局。在距离地球6500光年的天鹰座,一颗质量与太阳相近的恒星正走向生命尽头。恒星外层的气体被吹向宇宙中,暴露出的炽热内核辐射紫外线,将外层气体电离。呈现出荧光的膨胀气体与中心明亮的内核,构成了色彩鲜艳的行星状星云——亮眼星云(NGC 6751)。 2001年:马头星云代表2001年的,同样是一幅生动形象的星云照片,形似一匹长着帅气鬓毛的赤兔马头部,马头星云(也称巴纳德33)就由此得名。不过相比于亮眼星云的绚丽夺目,马头星云显得有些黯淡无光。这个暗星云由寒冷、致密的气体、尘埃云构成,它的形成过程与创生之柱相似。(已经不记得了?翻回1995年的图片复习一遍吧!) 2002:锥状星云又是一团星云。对于它的轮廓,你可能已经有了无数联想,但它的命名却要朴实很多——锥状星云(也称NGC 2264)。锥状星云的长度达到7光年,这张图片展示了星云上部的2.5光年。与创生之柱相似,锥状星云同样正在经历一个被“侵蚀”的过程。在紫外线辐射下的氢气发出黯淡的红光,构成星云周围的红色光晕。 2003年:欧米伽星云这幅波澜壮阔的“巨浪拍岸”图,是距离地球超过5000光年的欧米伽星云(又名天鹅星云或梅西耶17)的一部分。虽然看似凶险,但这里是孕育大量恒星的摇篮。星云中的“骇浪”则是氢云被年轻大质量恒星雕刻并点亮的“艺术品”:表面耀眼的橙红色光芒来自被加热的气体,而左侧看似冷淡的绿色区域,实则为物质离开星云后,形成的温度更高的气体。 2004年:AM 0644-741星系在距离地球3亿光年的飞鱼座,哈勃望远镜发现了一枚镶嵌着蓝宝石的“戒指”。这个独特的环状结构,是邻近星系碰撞后“逃逸”的结果,碰撞产生的冲击力显著改变了星系盘中恒星与气体的轨道,让它们向外运动。随后,气体云碰撞并压缩,在圆环中生成大量新生恒星。 2005年:涡状星系漩涡星系以从核心向外延伸的旋臂得名,这些旋臂是众多新生恒星的家园。而在这类星系中,这张照片的主角NGC 5194因为惊人惊叹的标准旋臂造型,直接被称作涡状星系(Whirlpool Galaxy,NGC 5194)。其中,旋臂作为造星工厂,通过压缩氢气,孕育着年轻恒星;而中心黄色的核,则是老年恒星的居所。 2006年:梅西耶82(雪茄星系)在与邻居梅西耶81的引力相互作用下,梅西耶82经历了快速的恒星诞生过程(即星暴):在星系中心,恒星诞生速度是银河系的10倍。新生恒星的辐射将周围的气体吹离,由此产生的星际风压缩的气体,足以形成数百万颗新生恒星。其中,图中红色为红外波段拍摄的星暴活动;而蓝色和黄绿色代表可见波段。 2007年:船底座星云这里是恒星的孕育所,也是恒星的坟场。这张梦幻般的图片,就是船底座星云(NGC 3372)的中心区域。向外流动的风与来自巨型恒星的紫外辐射,共同打造了船底座星云的夺目外形。2008年:星系碰撞2008年的代表性照片,由12张图片共同构成,它们共同展示了罕见的星系碰撞场景的不同阶段。随着宇宙的加速膨胀,星系融合的几率越来越低,目前只有千分之一。但在早期宇宙中,星系间距离更近,因此碰撞几率也较高。2009年:相互作用星系Arp 194这个被称为Arp 194的相互作用星系是一个复杂的特殊系统。旋涡星系、新生的星系核以及一系列杂乱无章的旋臂构成了Arp 194的上部,其下部则是一个单独的大型旋涡星系。连接两个部分的,是数个超级星团的复合体。每个星团中炽热的大质量恒星发出了迷人的蓝光。2010年:神秘山(Mystic Mountain)较致密的星际气体和尘埃形成了高耸的柱子,附近明亮恒星的光芒从外部侵蚀,柱子内高温的新生恒星也发出辐射和带电粒子流,共同雕刻出嶙峋的山峰。山间,炽热的电离气体像小溪般流淌。山周,稀薄的气体和尘埃如云雾般笼罩。这座“神秘山”就静静耸立在7500光年外的船底座。2011年:碰撞星系Arp 273照片中较大的漩涡星系是UGC 1810,受伴星系UGC 1813的引力影响,其星盘发生了变形,扭曲成了盛放花朵的形状。UGC 1810星系为花,UGC 1813星系为茎,还有年轻而炽热的蓝星点缀在花瓣边缘——就这样,星系碰撞创造出了一朵宇宙“玫瑰”。2012年:蜘蛛星云蜘蛛星云(Tarantula Nebula)中心的剑鱼座30是一座“恒星工厂”,在这里,数百万的年轻恒星竞相闪耀。照片左侧明亮的区域是一个巨大的年轻星团NGC 2070,它只有200万年的历史,却拥有50万颗恒星。这些新生恒星会释放出大量的紫外线,侵蚀包裹着星团的氢气云。2013年:红外波段的马头星云12年后,马头星云再次出现了。只是这一次,图片中的星云变亮了。这是因为,这张照片是在红外波段拍摄的。星云突出部分的氦气和氢气密度较高,且布满尘埃,这可以保护其下的部分不被光线侵蚀。据估计,大约500万年后,马头星云才会消散。2014年:猴头星云2014年哈勃望远镜拍摄的这张照片带我们前往了6400光年外的猴头星云(Monkey Head Nebula)。这里是一个恒星的孕育场。星云中央,新生恒星(图中右侧)的紫外线电离了星云中占据主要成分的氢气,从而将其蚀刻出诡异的形状。2015年:维斯特卢2(Westerlund 2)在离地球约2万光年的船底座,美丽的Gum29星云像是一团宇宙中的焰火。星云中央是一个由约3000颗恒星组成的巨型星团,称为Westerlund 2。这个星团只有200万年的历史,却包含了许多高温、明亮的大质量新生恒星,它们释放出强力的紫外线和恒星风,在周围的气体云上雕刻出壮美的峰峦与云谷。2016年:气泡星云在广袤的宇宙空间中,漂浮着许多这样的“泡泡”,它们大多是恒星与星际气体共同的杰作。照片中是直径7光年的气泡星云(Bubble Nebula,正式名称为NGC 7635),星云内十点钟位置是一颗炽热的恒星,其质量约是太阳的45倍。恒星吹出的恒星风推开了周围的星际气体,就形成了泡泡一样的星云。2017年:NGC 4302与NGC 4298在哈勃望远镜的27岁生日,天文学家们用它拍摄了NGC 4302(左)、NGC 4298(右)这两个漩涡星系。它们位于距地球5500万光年的后发座,由于一个侧对着望远镜,另一个斜对着,因此在照片里看起来形态各异。如果你从系外观察银河系,大概也会是类似的样子吧。2018年:礁湖星云在照片中心,一颗比太阳还要亮20万倍的新生恒星破茧而出,它释放出紫外线与猛烈的星风,撕破了周围厚重的星际气体与尘埃。这一切都发生在礁湖星云(Lagoon Nebula),这里是一个巨型的恒星孕育场。而哈勃望远镜引我们穿越了4000光年的距离,目睹了这一场恒星诞生的非凡景象。 2019年:南蟹状星云这是距离地球几千光年外的南蟹状星云(Southern Crab Nebula,正式名称为Hen 2-104)。在星云中心,是一颗红巨星和一颗白矮星组成的双星系统,红巨星外层的物质不断向外喷出,被白矮星的引力吸引,并填充了两颗星体之间的空隙,就形成了这样类似沙漏的独特形状。2020年:红色星云和蓝色星云红色星云(NGC 2014)和蓝色星云(NGC 2020)是163000光年外大麦哲伦星系的一片恒星形成区。红色星云如同漂浮在浩瀚星海中的珊瑚礁,因此这张照片又被称为宇宙礁。红色星云包含了大量明亮而巨大的恒星,它们的质量高达太阳10-20倍;蓝色星云则由一颗比太阳亮20万倍的恒星经过一系列喷发形成。2021年:毁灭边缘的巨星天文学家将这个著名天文台对准了一颗璀璨的“名人星”——船底座AG(AG Carinae),这是我们银河系中最明亮的恒星之一,周围被炽热的气体和尘埃环绕着。船底座AG正处于崩溃的边缘,恒星的重力作用和向外辐射进行持久的拔河,以避免自我毁灭。围绕恒星的膨胀气体和尘埃壳大约有五光年宽,大约和我们到比邻星的距离相当。这颗巨星是由大约10000年前的一次或多次大规模喷发造成的,恒星的外层被吹入太空,就像沸腾的茶壶从其盖子上弹出一样,被排出的物质大约是我们太阳质量的10倍。尽管船底座AG现在处于静止状态,但作为超热星,它会继续倾泻出灼热的辐射和强大的恒星风(带电粒子流)。2022年:密集的5个银河这幅照片中,我们可以看到三个螺旋星系、一个椭圆星系和一个透镜状的星系,它们的布局让我们看起来非常舒适。这是位于“海蛇座”方向约3亿光年后的“海克森紧凑银河群40”(HCG40:Hickson Compoct Group40)。从图像上看,银河之间似乎相当接近,实际上5个银河有可能是银河圆盘(直径约10万光年)的2倍以下,也就是直径不满20万光年的区域密集。NASA表示,它们将在大约10亿年内发生碰撞,并合并成一个巨大的椭圆星系。虽然哈勃望远镜的寿命非常长,但它很难见证这一事件。以上简要回顾了哈勃的宇宙探索之旅,感谢哈勃32年来的付出!(本文内容综合环球科学、NASA航天爱好者、三体迷)举报/反馈