一束129亿年前的光!人类发现有史以来最遥远的古老恒星

一束129亿年前的光!人类发现有史以来最遥远的古老恒星,第1张

去年年底,我们介绍了有史以来最强大的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope, JSWT)的成功发射。

韦伯技术更先进,功能更强大,它作为哈勃太空望远镜的继任者,将接力前辈观测更遥远的深空, 探索 “开天辟地”的终极奥秘…

然而这两天,正在办理“交接”的哈勃望远镜传来好消息,它在临退休前又干了一票大的:

昨天,美国宇航局 NASA 确认,哈勃望远镜拍到了有史以来最遥远的单颗恒星——距离地球129亿光年的WHL0137-LS,代号“晨星”(古英语Earendel的本意)

“半退休老干部”哈勃望远镜能发现“晨星”,某种程度上来说也是一种“幸运”。

类似的情况曾出现在上一颗最遥远单颗恒星——“伊卡洛斯”(Icarus)身上。

哈勃太空望远镜

2018年,科学家在对比哈勃望远镜拍摄的地球和银河之间同一位置不同时期的照片时,惊讶地发现,2011年的照片上还是一片漆黑的地方…

却在2016年的同一位置出现了一个亮点。

在排除各种可能的干扰因素后,科学家们最终确定,那是一颗遥远恒星,它的光芒穿过数亿光年的距离,在茫茫宇宙行进了数十亿年才最终达到地球。

经过一番测算,科学家们最终确认这颗遥远恒星位于地球94亿光年外,它被命名为“伊卡洛斯”。

之所以说“幸运”,是因为以哈勃望远镜的观测能力,它原本无法看清那么遥远的星光。

然而,宇宙中却存在一种神奇的“引力透镜效应”,这是一种天然的“放大镜”:

根据爱因斯坦的广义相对论的原理,时空在大质量天体附近会发生畸变,从而使得光线在经过大质量天体附近时发生弯曲。

当光线经过大质量天体时,强大的引力产生的空间扭曲使光线发生弯曲,间接形成了一种“放大镜机制”。

“伊卡洛斯”的一束细细的星光在抵达地球前,已经被它途经的无数巨型星系,大质量星团发散,放大了1000 40000倍。

因此,哈勃太空望远镜最终得以“幸运”捕捉到这样遥远的星光:

因为“引力透镜效应”,原本直射过来只能让人看到一个小点的光束,却被无数庞大星团(包括我们所在的银河)扭曲“放大”,从而在观测者眼里形成了一个圆形大光圈…

“伊卡洛斯”的发现不仅再一次间接证明了相对论的正确,也刷新了人们对遥远恒星的认知:

还有没有可能 通过“引力透镜效应”,发现更远的单颗星体?

哈勃望远镜又一次向我们证明,这事儿可以有!

这一次,哈勃进一步发现129亿光年外的“晨星”,同样是凭借“引力透镜效应”。

“晨星”所属一个遥远星系,被科学家们称为“日出之弧”(Sunrise arc)。

“晨星”在哈勃拍摄的照片上已经被放大成了一个小圆点,它所在的星系(银河系)相邻的星星同样被放得很大,它们看起来如此分散,摊开成一道巨大的圆弧,因此被科学家们形象称为“日出之弧”。

作为人类目前发现的最遥远的单颗恒星(星系不算), “晨星” 非常具有研究价值。

据科学家推断,它的质量是太阳的50倍,亮度比太阳高出数百万倍,可与人类已知的最大质量的恒星媲美。

而分析它的光线推测它的物质成分,有助于我们了解它这类宇宙最古老的星体的形成。

根据目前天文学界的普遍观点,宇宙年龄大约在137亿 138亿年之间。

诞生于129亿年前的“晨星”,算得上是“宇宙大爆炸”最初10亿年里诞生的古老恒星了。

它比太阳早了82亿年,比地球最古老的动物早了121亿年…

虽然发现了“晨星”,但围绕这颗古老恒星的谜团依然很多。

比如,科学家们甚至还不敢确定:

“晨星”是究竟一颗孤星,还是两颗双生伴星…

对“晨星”的进一步观测和 探索 ,将由哈勃望远镜的强力后辈,如今正在距地球150万公里外的拉格朗日L2点顺利工作的韦伯望远镜接手。

不久的将来,功能强大的韦伯望远镜将弄清楚“晨星”的形态,测量出它的亮度和温度。

不仅如此,韦伯望远镜还有可能在观测“晨星”的基础上,进一步发现更遥远更古老的单颗星体。

已经发现了“宇宙大爆炸”最初10亿年的恒星,距离揭开宇宙最终的奥秘,似乎越来越近了…

哈勃太空望远镜最初构想于20世纪40年代,耶鲁大学天体物理学家-小莱曼·斯皮策发表了一篇关于空间天文学优势的论文,并介绍了大型太空望远镜的概念,写了望远镜在太空中的科学好处。他提议在地球轨道上设计、建造和发射一个“地球外观测站”。他的开创性想法最终花了几十年才得以实现。

1974年天体物理学家和工程师为大型太空望远镜举行了他们的第一次工作组会议。会议制定了空间望远镜的概念以及航天器的预算和技术要求。

1977年10月1日-美国国会于1977年早些时候批准的大型空间望远镜项目的资金开始生效,该项目正式开始实施。

1983年美国宇航局宣布了大型太空望远镜的正式名称:哈勃太空望远镜,纪念已故天文学家埃德温·哈勃的开创性研究。埃德温·哈勃计算出仙女座星系大约有90万光年远,是银河系中已知最远恒星距离的8倍多,让他得出结论,仙女座不是星云,而是一个星系,最重要的是,银河系只是我们宇宙中的星系之一。改变了我们对太空的看法。以及他作为天文学家的许多其他成就,美国宇航局于1983年以他的名字正式命名了太空望远镜。

1986年1月,挑战者号航天飞机的全体机组人员在发射后爆炸。使哈勃的发射受阻了四年多。这导致了1989年发布的“指南星表”和支持它的软件,彻底改变了天文学家锁定恒星位置从任何地面或空间天文台收集数据的方式,并最终实现了哈勃观测的自动化。

在构想了40多年后,1990年4月24日哈勃太空望远镜从位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射到地球轨道。一天后,宇航员从发现号航天飞机的货舱引导这架43英尺12吨的望远镜进入离地球表面340英里的轨道上。哈勃每天运行15圈--大约每95分钟一圈。望远镜以每秒5英里(8公里)的速度移动,大约每小时17,000英里(每小时27,300公里)。

同年5月20日哈勃望远镜发布了这张“第一束光”图像,以说明与地面观测站相比,望远镜的分辨率有所提高。右边是哈勃太空望远镜的广域/行星相机拍摄的第一张照片的一部分。

在分析了哈勃太空望远镜的第一张图像后,科学家们意识到主镜有一个缺陷,称为球面像差。一项调查显示,在制造过程中,镜子的外部边缘被磨得太平,深度为4微米(大致相当于人类头发厚度的1/50)。这个缺陷分散了宇宙物体反射的光线,导致图像模糊。虽然哈勃望远镜没有返回预期的图像质量,但它仍然提供了地面望远镜不可能获得的结果。

在1970年代初,大型太空望远镜最初计划要求每5年返回地球,翻新,并重新发射,并在轨道上服务每25年。硬件寿命和可靠性要求是基于服务任务之间的25年间隔。直到70年代后期,与航天飞机返回地球有关的污染和结构负荷问题消除了该计划中的地面返回概念。美国宇航局决定,在轨维修的可能足以维持哈勃太空望远镜的15年设计寿命。于是采用了为期三年的在轨维修周期。

所以自1990年开始运作,哈勃被设计成为一个长期的、以空间为基础的天文台。为了实现这一目标,并保护航天器免受仪器和设备故障的影响,美国航天局计划执行定期维修任务。以保持其平稳运行并延长其寿命。

服务任务(SM1)

在1993年12月2日至13日,在奋进号航天飞机上的7名宇航员对哈勃进行了第一次服务任务。在第一次服务任务中最主要的便是纠正了哈勃望远镜主镜视力模糊的缺陷。并安装了两个新的设备-广域和行星相机2,和修正光学空间望远镜轴向替换。都是为了补偿主镜的缺陷形状而设计的。并对望远镜做了其他的修理更换或替换了新的仪器。

这次成功的飞行任务不仅提高了哈勃望远镜的视力--在很短的时间内导致了一系列非凡的发现--而且它也验证了在轨服务的有效性。

服务任务(SM2)

1997年2月11日至21日发现号航天飞机的七名宇航员对哈勃太空望远镜进行了第二次服务任务。在第二次服务任务中,发现号航天飞机上的宇航员更换了两台关键的哈勃仪器。戈达德高分辨率光谱仪(GHRS)被近红外相机和多目标光谱仪(NICMOS)取代,使哈勃能够在红外波段观察宇宙,而微弱物体光谱仪(FOS)被空间望远镜成像光谱仪(STIS)所取代,用于拍摄天体的详细照片和寻找黑洞。将哈勃的波长范围扩大到近红外成像和光谱,扩大了哈勃的视野使我们能够探测宇宙中最遥远的区域。

服务任务(SM3A / SM3B)

本来哈勃的第三次维修任务最初被设想为维修任务。但当第四个陀螺仪失效时,美国航天局将任务分为两部分:服务任务3A(SM3A)于1999年12月飞行和服务任务3B(SM3B)于2002年3月飞行。

1999年11月13日,六个陀螺仪中的四个在哈勃上失效,(当时,哈勃需要三个陀螺仪来观测天体目标。)望远镜暂时关闭了对宇宙的观察。没有三个工作的陀螺仪,哈勃无法进行科学研究,因此进入了一种叫做安全模式的休眠状态。本质上,哈勃“睡着了”,而它却在等待帮助。在安全模式下,哈勃无法观测目标,但它的安全性得到了保护。这种保护模式允许地面控制望远镜,为了保护光学系统,控制器关闭了光圈门,并将航天器对准太阳,以确保哈勃的太阳能电池板能从太阳获得足够的能量。

于是在1999年12月19日至27日,7名宇航员乘坐发现号航天飞机对哈勃进行了第三次服务任务。其主要目标是恢复哈勃的工作秩序,并升级其系统。在两部分任务的第一阶段,最紧迫的任务是更换陀螺仪。机组人员成功地更换了所有的六台陀螺仪,并进行了几次重要的维修升级。他们安装了一台比它的前身快20倍的计算机和一台可以存储10倍数据的数字数据记录器。机组人员还增加了一个电子增强工具包,电池改进工具包,以及新的外层热保护。哈勃几乎如新的。在SM3A之后,哈勃再次成功地开始运行和观测。

2002年3月1日至12日在哥伦比亚号航天飞机上,七名宇航员开始了哈勃的第四次服务任务,即3B服务任务。服务团3A以前是在1999年作为哈勃的救援任务进行的,而服务3B任务的目的是更新哈勃。

此次宇航员的主要任务是安装一种新的科学仪器,叫做高级调查照相机(ACS)。这是自1997年以来第一台安装在哈勃望远镜上的新仪器,ACS以其广阔的视野、锐利的图像质量和更高的灵敏度,将哈勃的视野扩大了一倍,收集数据的速度比望远镜早期的测量仪器广域行星照相机2(WFPC 2)快10倍。

太空行走的宇航员们用更小、更硬的太阳能电池板取代了大型、灵活、有八年 历史 的太阳能电池板。还取代了过时的电力控制单元,后者将太阳能阵列和电池的电力分配给望远镜的其他部分。此次任务中自1990年发射以来,工作了近12年的哈勃太空望远镜第一次被地面控制完全关闭。

宇航员还为近红外相机和多目标光谱仪安装了一个新的冷却系统。在1999年耗尽了自1997年以来冷却它的230磅重的氮冰。新的低温冷却器延长了哈勃红外相机的寿命

服务任务(SM4)

2003年2月1日在经过15天的太空任务后,哥伦比亚号航天飞机在重返地球大气层后解体,机上七名宇航员全部遇难。于是原定于 2004年1月16日–哈勃的第五次也是最后一次维修任务(服务任务4)被正式取消。

直到2006年10月31日美国宇航局宣布恢复对哈勃太空望远镜进行第五次维修任务的计划,这也是哈勃最具挑战性和最复杂的服务任务。

2009年5月11日至24日 – 乘坐亚特兰蒂斯号航天飞机上的宇航员,在为期13天的任务中完成了第五次也是对哈勃的最后一次维修任务。

宇航员在第四次服务任务期间在哈勃上安装了两个新仪器:广域摄像机3(WFC 3)和宇宙起源谱仪(COS)。这些仪器使天文台比发射时更强大100倍。WFC 3能看到三种不同的光:近紫外线、可见光和近红外光,相机的分辨率和视场比以前的仪器要大得多。Cos使哈勃望远镜的紫外线灵敏度至少提高了10倍,在观察极其微弱的物体时提高了70倍。

在SM4期间宇航员完成了望远镜创建者从未设想过的壮举及有史以来第一次在太空修复科学仪器(高级调查照相机(ACS)和空间望远镜成像光谱仪(STl)。两个都已停止工作。ACS在2007年停电后停止工作,而STI则在2004年停电后停止工作。为了进行修理,宇航员必须进入仪器内部,打开组件并重新供电。这项任务的成功完成,加上两项新仪器的增加,使哈勃充分补充了五种可供今后观测的仪器。

SM4的目标之一是加强和振兴望远镜的基本空间飞行系统。宇航员们用新的、改良过的电池替换了所有18年前的哈勃电池。宇航员安装了六个新的陀螺仪,用来指向望远镜,和一个精细制导传感器锁定恒星作为指向系统的一部分。他们还安装了一种新的设备--软捕获机制--允许机器人航天器某一天在望远镜生命周期结束时将自己附着在哈勃上,并引导其降落到地球或将其提升到更高的轨道。

2008年8月11日 – 哈勃完成了它的100000太空轨道,为了纪念哈勃太空望远镜在其 探索 和发现的第18个年头中完成了其100000个轨道,位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的科学家们瞄准哈勃拍摄了一个令人眼花缭乱的天体诞生和更新区域的快照。

这张具有代表性拍摄于2008年8月10日,哈勃的广角行星相机2。红色显示硫原子的发射,绿色来自发光的氢,蓝色来自燃烧的氧气。

在这个大约100光年宽的幻想状景观中,黑暗的尘埃塔在分子云表面的一堵发光的气体墙上方升起。右下角的海马柱长约20光年,大约是太阳和最近的恒星--半人马座阿尔法星之间距离的四倍。

2011年7月4日– 哈勃太空望远镜在其21年的太空 探索 和发现之旅中跨越了另一个里程碑。哈勃记录了在1000光年以外的一个系外行星大气层中寻找水的第一百万次科学观测。

“21年来,哈勃一直是最重要的空间科学观测站,给我们留下了深刻而美丽的图像,使我们能够在广泛的天文学科中进行开创性的科学研究,”美国宇航局局长查尔斯·博尔登说。他驾驶了把哈勃送入轨道的航天飞机任务。“哈勃望远镜在研究一颗遥远的行星时遇到了这一里程碑,这一事实极大地提醒了它的力量和遗产。”

2011年10月4日 – 哈勃科学小组成员亚当·里斯和其他天文学家因发现宇宙正在加速膨胀而获得了瑞典皇家科学院的诺贝尔物理学奖。证明宇宙的膨胀速度正在加速,这一现象被广泛地归因于一种神秘的、无法解释的“暗能量”充满了宇宙。

2011年12月6日 – 哈勃太空望远镜在其 探索 中又走过了一个里程碑:第一万份哈勃科学论文已经发表。这使哈勃成为 历史 上最多产的天文事业之一。

这些论文是基于哈勃望远镜的观测,几乎涵盖了天文学的每一个前沿。五篇最高参考的科学论文依次是:寻找用来表征暗能量的遥远超新星;精确测量宇宙的膨胀速度;星系质量与中心黑洞质量之间的明显联系;哈勃深场中的早期星系形成;低质量恒星和褐矮星的演化模型。

哈勃望远镜在轨期间向地球发射了数十万张图像,照亮了天文学的许多奥秘。在它的许多发现中,哈勃揭示了宇宙的年龄约为138亿年,比100亿到200亿年的旧范围精确得多。哈勃在发现暗能量方面发挥了关键作用,暗能量是导致宇宙膨胀加速的一种神秘力量。

哈勃太空望远镜自发射三十二年以来,已经对超过48,000个天文物体进行了140万次观测,并且继续“其在天文学前沿的作用”,从我们自己的太阳系到“高红移宇宙”。为我们研究宇宙的起源以及 探索 星系做出了不可磨灭的贡献。

在未来的时间里哈勃太空望远镜将会与他的接班人詹姆斯·韦伯空间望远镜共同合作。2021年12月25日詹姆斯·韦伯太空望远镜发射。并且STSCI(太空望远镜科学研究所)还将计划下一个太空望远镜 南希·格雷斯罗马太空望远镜。仅次于詹姆斯·韦伯空间望远镜。

在同样的灵敏度和分辨率下,罗马太空望远镜的视野比哈勃太空望远镜宽100倍,它将在近红外光下绘制天空大区域的宽视场地图,并有可能回答系外行星和暗能量研究中的重要问题。南希·格雷斯罗马太空望远镜目前正计划于2026年年底发射。

展望未来,哈勃太空望远镜将于詹姆斯·韦伯空间望远镜并有希望于南希·格雷斯罗马太空望远镜共同合作,为我们揭示宇宙的奥秘。

哈勃空间望远镜(英语:Hubble Space Telescope,HST),是以天文学家爱德温·哈勃为名,在地球轨道上运行的空间望远镜。哈勃望远镜接收地面控制中心的指令并将各种观测数据通过无线电传输回地球。由于它位于地球大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的优点:不受大气湍流的扰动、视相度绝佳,且无大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪表。它成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天文物理有更多的认识。此外,哈勃的超深空视界则是天文学家目前能获得的最深入、也是最敏锐的太空光学影像。

最近,哈勃望远镜传回一批拍摄到的新鲜照片,每一张都唯美的令人窒息。一起来看看吧!

一条美丽的星链

两颗厄运的恒星的相互作用造就了这个壮观的戒指,上面装饰着明亮的气体团-一条宇宙比例的钻石项链。这个行星状星云被人们称为“项链星云”,它距地球15,000光年,位于小型,暗淡的人马座(Sagitta)(箭)中。

一对紧紧围绕太阳的类恒星产生了项链星云,该项链星云的名称也不那么迷人,名称为PN G0542034。大约在一万年前,一颗衰老的恒星膨胀并吞没了它的较小伴侣,从而形成了天文学家称之为“共同信封”的东西。较小的恒星继续在较大的同伴内运行,增加了giant肿巨人的自转速度,直到其大部分向外旋转进入太空。逃逸的碎片环形成了项链星云,特别密集的气体团块在环周围形成了明亮的“钻石”。

产生项链星云的那对恒星保持如此紧密的距离-仅相隔了几百万英里-以至于它们在图像中心显示为单个亮点。尽管彼此近距离接触,但恒星仍在疯狂地旋转着,仅在一天之内就完成了一个轨道。

破坏边缘捕获的巨星——名人星

天文学家将著名天文台对准了一颗璀璨的“名人星”,这是我们银河系中最明亮的恒星之一,周围环绕着炽热的气体和尘埃。

怪物之星的富裕代价是“生活在边缘”。这颗名为AG Carinae的恒星正在重力与辐射之间进行拔河,以避免自我毁灭。

尽管AG Carinae现在处于静止状态,但作为超热星,它继续倾泻出灼热的辐射和强大的恒星风(带电粒子流)。流出的气体继续塑造古代星云,雕刻出复杂的结构,同时流出的气体猛烈撞击到运动较慢的外星云中。风以每小时670,000英里(一百万公里/小时)的速度行进,比膨胀的星云快10倍。随着时间的流逝,热风会赶上较冷的排出物质,然后犁入其中,并将其推离恒星更远。这种“扫雪”效果清除了恒星周围的空腔。

红色物质是发光的氢气和氮气。左上角的红色弥散材料确定了风已经穿透材料的一个狭窄区域并将其席卷到太空中的位置。

最突出的特征是蓝色的丝状结构,形状像t和倾斜的气泡。这些结构是被恒星反射光照亮的尘埃。features状特征最突出于左侧和底部,是由恒星风雕刻而成的较密的尘埃团。哈勃的敏锐视野将这些细腻的结构细致地展现出来。

该图像是在可见光和紫外光下拍摄的。紫外线使丝状尘埃结构一直向下延伸到恒星,从而使视线更加清晰。哈勃望远镜非常适合紫外线观测,因为该波长范围只能从太空观看。

一颗巨大的星球如何成长

美国国家航空航天局(NASA)的哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)使天文学家们难得一见,它看起来是木星大小,仍在形成的行星,该行星以年轻恒星周围的物质为食。

德克萨斯大学奥斯汀分校的布伦丹·鲍勒(Brendan Bowler)说:“我们只是不太了解巨型行星是如何生长的。” “这个行星系统为我们提供了第一个机会来见证掉落在行星上的物质。我们的结果为这项研究开辟了一个新领域。”

星系星团Abell 2813

这幅来自于美国国家航空航天局/欧洲航天局哈勃太空望远镜的星系星团Abell 2813(也称为ACO 2813)的非凡影像几乎具有精致的美感,这也说明了其中出色的物理学原理。该图像壮观地展示了引力透镜的概念。

在属于星团的微小点,螺旋和椭圆形中,有几种不同的新月形。这些弧形的弧光不是弯曲的星系。它们是被称为引力透镜现象的有力例证。

当物体的质量导致光线弯曲时,就会发生引力透镜效应。弯曲的新月形和“ S”形是来自Abell 2813以外的星系的光。星系团的质量如此之大,以至于它充当了引力透镜,弯曲了来自更遥远星系周围的光。这些变形可能会出现许多不同的形状,例如长线或圆弧。

这种视觉证据表明质量会导致光线弯曲,因此著名地被用来证明爱因斯坦的广义相对论。

婴儿星发脾气

Herbig-Haro物体是夜空中罕见的景点,以稀薄的,旋转的物质射流的形式漂浮在周围的气体和恒星之间。在用NASA / ESA哈勃太空望远镜拍摄的这张照片中看到,被分类为HH46和HH47的两个Herbig-Haro天体被发现在距离地球1,400光年远的Vela 星座 中。在美国天文学家RD Schwartz于1977年发现它们之前,尚不清楚形成这些多色物体的确切机理。

从理论上讲,Herbig-Haro物体可能是反射星云的一种,它本身不发光,但由于星光被尘埃云散射或反射而发光。另一种理论认为这是当恒星发出的风与周围物质相互作用时形成的一种冲击波。当在HH46和HH47的长物质喷流的中心发现一颗未在这张图像中看到的原恒星时,这个谜底终于解决了。大约10光年宽的物质外流从新生恒星中弹出,并以每秒超过93英里(150公里)的速度猛烈地向外推进。到达周围的气体后,碰撞产生了在此处看到的明亮的冲击波。

几乎每个人都听说过哈勃望远镜。它只有不到3米长度,但已经为人类服务了30年,它不仅让我们对宇宙的运作有了很好的科学洞察力,而且还拍摄了一些最不可思议的照片。下面,你将看到我发现的十张最令人惊奇的照片。

10四重蚀

土星有四个月亮;土卫二,狄奥尼,泰坦和米玛斯。

这张照片拍摄于2009年;它清楚地显示了土星的四个卫星。从左至右,您可以看到两个小卫星,土卫二和狄奥尼,两个黑色的阴影落在土星的表面上。较大的橙色月亮泰坦,大约是我们月亮大小的两倍;而在地球的最边缘,就是冰冷的Mimas。

9射手座星云

哈勃望远镜揭示了银河系中最古老的恒星。

在将这张照片包括在文章中之前,我不得不检查了几个不同的网站,因为这看起来确实是不错的。哈勃望远镜注视着一个很小的,无尘的角落,让我们看到了银河系中最古老的恒星。这将使科学家能够更多地了解银河系的诞生和成长。

8梅西耶104

“ Sombrero星系”,处女座星团中最大的物体之一。

Messier 104被昵称为“草帽星系”,位于处女座星系团中。距离地球2800万光年,跨度为50,000光年。它是处女座星团中最大的物体之一,亮度等于8000亿个太阳。有人认为其核心存在一个巨大的黑洞,并且该星团正以每秒700英里的速度远离我们。

7NGC 6302

虽然NGC 6302看上去很漂亮,但实际上它的“机翼”是气体爆炸造成的。

取而代之的是NGC 6302,它位于我们自己的银河系中。它是在恒星死亡后诞生的,大约是我们太阳大小的五倍。天然气爆炸是华氏36,000度,每小时膨胀60万英里。这张照片是在2009年用广角相机拍摄的。

6巨大的风车

巨大的风车是银河系的两倍,拥有超过一万亿颗恒星。

这个星系位于大熊座(Ursa Major),距地球约2100万光年,跨度约170,000光年。大约是银河系的两倍。据估计,这个银河系拥有超过一万亿颗恒星,其中约有1000亿颗恒星很像我们自己的太阳。

5泻湖星云

泻湖星云是肉眼可见的仅有的两个星云之一。

泻湖星云位于射手座,距离我们约有4,000-6,000光年,是北半球中纬度仅有的两个肉眼可见的星云之一。但是肉眼不会瞥见这张照片质量附近的任何地方。在这张照片中,您可以看到瓦斯和尘埃的破裂,使它看起来像沙质。

4R136

R136,包括一些已知的最大的蓝色恒星。

这是我们从哈勃望远镜获得的最详细的照片之一。这不仅是相对较年轻的恒星群,而且照片中看到的一些蓝色恒星也是我们所知道的最大恒星:有些比我们的太阳大100倍。该图像拍摄于2009年,跨度为100光年。

3欧米茄Centauri

欧米茄半人马座是密密麻麻的恒星集合,距离地球17,000光年。

这张2002年的照片显示了绕银河系运转的200个球状星团中最大的一个:半人马座。距地球约17,000光年。整个星团包含约1000万颗恒星-在此图中可以看到200万颗恒星。

2恒星尖塔

恒星塔高约90万亿公里,是一座巨大的冷气和尘埃塔。

这个尖塔位于鹰星云中,高度约95光年。柱子可能包含新生恒星:某些恒星在气体被重力压缩时形成,而其他恒星可能是由于邻近恒星产生的大量热量而形成的。

1银河

多亏了两个最大的太空望远镜一起工作,这是有史以来最清晰的银河系核心照片。

由于在其他所有条目中都提到了银河系,因此仅需以确切的照片结尾才有意义。这是我们银河系中心的合成图像。它是通过将哈勃望远镜的红外摄像机和多目标光谱仪与斯必泽太空望远镜的彩色照片结合在一起制成的。您在图像中看到的距离大约为20,000光年,跨度为300光年。

也许一些初中生都知道,地球大气、光污染、甚至是地平线等一些大气层以内的东西,都会对地基天文观测造成影响。为了解决这些问题,从而获得最佳的观测环境,其效果最显著的方法莫过于是把天文望远镜弄到太空去;这个“理性”的想法最早可以追溯到上世纪四十年代。1990年4月24日哈勃空间望远镜成功发射。

现在太空上“架着”许多的望远镜,但是我觉得,能让大部分人想起它长什么样、看过它拍的照片——这个望远镜应该就是哈勃了。

为了纪念发现宇宙膨胀的科学家爱德温·哈勃,在1980年空间望远镜被命名为哈勃。

1962年美国国家科学院在一份报告中推荐空间望远镜作为发展太空计划的一部分。

1965年斯必泽成了建造望空间远镜委员会的主任。

1970年NASA成立了规划空间望远镜工程的委员会和制定空间望远镜科学目标的委员会。

1974年,杰拉利德·福特取消了空间望远镜计划的预算,后经多方努力,参议院决议恢复,但是只恢复了原有的一半预算。

由于资金减少,那么空间望远镜就只能缩水。除了空间望远镜本体,一些和它有关的计划也自然而然的取消了。比如用于测试的15米空间望远镜。

与此同时欧空局也成为合作伙伴,为其提供经费和仪器,作为回报他们允许欧洲的天文学家使用望远镜的时间不少于15%。

1978年国会支付预算,空间望远镜开始设计,计划在1983年升空。

由于镜片、卫星平台、航天飞机等一些设备的原因,发射任务被不断的推迟……最后哈勃空间望远镜于1990年4月24日由挑战者号航天飞机发射。

哈勃空间望远镜是美国航天局与欧空局共同合作的项目。它长是33米、直径43米、重116吨、花费近30亿美元(远超最初预算)。观测能力是当时地面天文望远镜的10倍以上。

考虑到工作寿命,以及向外喷出的推进剂可能会对轨道环境产生污染影响观测。哈脖空间望远镜并没有采用和其它卫星一样的推进器姿控方式。而是用到了反作用轮改变它在太空中的朝向。据了解,这种反作用轮让哈勃望远镜旋转90度需要花费15分钟。并且哈勃使用到了陀螺仪技术来让它保持稳定。

关于数据传输:哈勃空间望远镜得到的数据会首先储存在航天器中,大约每天两次向中继卫星传送信号,最后地面接收存档。在最开始,哈博望远镜储存数据的设备是老式的磁带。后来在维修中进行了更换。当然他传回的数据需要处理后才能被科学家所使用。研发人员开发了一种自动对数据进行处理和修正的软件。然后利用stsdas选取所需的数据。

从发射至今,航天员已经为哈勃空间望远镜完成了5次修复与升级。在2009年5月19日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机的宇航员完成了哈勃太空望远镜的最后一次修复工作。2011年所有航天飞机全部退役,这也就意味着人类再也不会去维修哈勃太空望远镜。

对于我来说,哈勃空间望远镜只是一个大号的照相机。但是使用它的科学家却不是单纯的拿它拍照。

大家应该都知道,哈勃空间望远镜拍回来的照片都是黑白的。

摄像机使用了特殊的CCD探测器,它可以感知宇宙光谱范围,却无法描绘出你想要的颜色。

哈勃望远镜的主要原理是依靠反射光的亮度,当时科学家们认为黑白传感器要比彩色传感器更好。因为对于数千光年外的宇宙物体来说,黑白影像才是最直观、清晰的。

这些星云的颜色都是科学家们PS出来的,那么一个问题出现了,这些颜色是否修的准确

答:这些的颜色当然不准确,并且科研人员也从来没说过这是这些天体的真实样子。

我们下面就用“创生之柱”来说说,科学家是根据什么给这些上色。

先说明一点,人眼可以看到的可见光只占宇宙光谱的很小一部分,你觉得彩色相机对于 探索 宇宙来说还有意义吗?

不同的物质会发出不同颜色的“光”,天文学家根据光谱来分辨天体的物质元素。

最后我们来看看哈勃拍摄的照片

创生之柱

我想大家应该看过一张右上方缺了一块的创生之柱。(有彩色的)

这张照片拍摄于1995年4月1日,不用仔细看,你就会发现这三张有不同之处。显然它们不是简单的黑白照片。或者说他们分别是氧元素、氢元素和硫元素的黑白照片。氧、氢、硫是构成星体的基本元素。

如果直接将他们还原的、叠加后得到的照片应该是这样的。

但是为了显示更多的细节,让张照片更有价值。科学家们将氧氢硫元素的色阶按照光频率替换为了红绿蓝。

这张在2015年1月正式发布,拍摄于2014年10月,由2009年安装在哈勃上的广域相机拍摄。

蝴蝶星云

因为它长得像,所以才叫蝴蝶星云。

这张照片是由安装在哈勃上的第3代广域相机拍摄。

蝴蝶星云学名叫做:闵考斯基2-9

这个蝴蝶“翅膀”的长度约是2光年,它是由中心恒星喷发出的物质构成的,其温度超过华氏36000度,气流速度高达每小时60万英里,距离银河系约3800光年。

上帝之眼

编号:NGC 7293

这是典型的行星状星云

它长得像极了人的眼睛,最中间的那个小白点是一颗炽热的白矮星。“上帝之眼”距离地球700光年,位于水瓶 星座 的里面,直径约51光年。

哈勃空间望远镜,是一座完整而又出色的太空天文台。它证明了大质量黑洞在宇宙中是普遍存在的、并且帮助科学家预算出宇宙的年龄……#哈勃升空30周空#

截止2015年,借助哈勃空间望远镜探测成果而发表的科学论文数目约为12,800篇,其中有几项获得了诺贝尔奖。

人类对宇宙的遐想与好奇由来已久,并且自古以来便没有停止对星空以及宇宙的 探索 。

公元前400年,古希腊学者 欧多斯克所 认为地球是宇宙的中心,基于此提出了“ 地心说 ”的观点并持续了近2000年;后来,人们开始认为太阳是宇宙的中心,1543年,波兰天文学家哥白尼的在其著作《天体运动论》中阐释了“ 日心说 ”的理论。

直到后来大家发现绕着太阳转的不过是名为“太阳系”的天体系统。

经过后人一代又一代的不懈努力,人们惊讶的发现所谓的太阳系在有着近 4000亿 颗恒星面前也只不过是沧海一粟。每一次的天体发现,都是在不断地颠覆人类对宇宙的认知,从而折服于宇宙的宏大并感叹自己的渺小。

而当20世纪初期时,美国著名天文学家、星系天文学开创人 埃德温·哈勃 (Edwin Powell Hubble)证实了银河系外其他星系的存在,再一次颠覆了人们的认知。

时间来到了近代,随着航天技术的不断进步,发射卫星与载人航天早已不是什么新鲜事情,而天文望远镜的不断改良也使人们可以持续观测到更远的空间。

为了纪念哈勃对天文学做出的杰出贡献,人们将当时最先进的太空望远镜以他的名字命名,并且在1990年4月搭乘美国 “发现者”号 飞船进入太空,在那里让它继续进行对未知星系的 探索 。 迄今为止,哈勃空间望远镜已拍摄了近48500颗恒星、行星与星系的快照。

而就当2016年,哈勃空间望远镜再次对准了大熊 星座 ,一如既往地拍摄了照片时,照片图像中那些模糊不清的光斑却再次使整个天文学界沸腾,甚至有的人认为从这次的照片中可以 推测出宇宙的尽头

提到这次的发现,我们要先将时针拨回到哈勃望远镜随观察者号“上天”的第五个年头,也就是 1995年 ,在12月18日到28日这十天的时间里, “哈勃”在大熊座拍摄到了一幅小区域的天空图像,所覆盖范围的宽度只有区区26弧分,面积只占全天面积的2400万分之一,大小就相当于百米以外的一颗网球。

就是这么一幅小小的天空图像,却使全世界的天文学家欣喜若狂。因为在这幅图像极窄的覆盖范围内,有着 3000多个 可见的星体,并且这些星体几乎都是遥远的星系。

甚至 包含了人类目前已知的最古老、最遥远的星系 。这对早期宇宙学具有里程碑式的意义。

而三年后的1998年9月到10月,使用了第二代广域与行星照相机,配合当时最先进的 太空望远镜影像摄谱仪以及多目标分光仪 ,哈勃望远镜成功地在 杜鹃座 拍摄到数百张珍贵的影像。

而将它们叠加合成后,人们发现了一片与哈勃深空极其相似的空间,由于当时的计划是获取南半球遥远宇宙的另一个光学影像,所以天文学家们称其为 “哈勃南天深空”

因其星系的形态及颜色和哈勃深空非常相像,学者们推断 在大尺度上,宇宙具有均质以及各向同性的特点, 也就是说在任意角度观察宇宙都是一样的。

时间进入了21世纪,在上天后第一个十年崭露头角的“哈勃”也再接再厉,拍摄了更多珍贵的太空空间影像,为宇宙学的 探索 立下了汗马功劳。

终于,当2012年9月25日时,“ 哈勃极深空 ”的存在被公之于众,这幅影像是先前10年哈勃空间望远镜所拍摄的影像总和。

“哈勃极深空”是目前可见光影像所见的宇宙最深处,为宇宙学提供了丰富的素材,对于星系演化以及恒星形成比率等研究方面的促进更是十分巨大的。

而人类和“哈勃”对宇宙的 探索 仍远远没有结束,时间来到了四年后的2016年,巡天调查研究小组发现了位于大熊 星座 影像中那些微弱模糊的光斑,也就是我们今天的主角—— GN-z11

或许会有人感到疑惑不解,为何GN-z11的发现令学者们欢呼雀跃?

很简单,因为 GN-z11是目前人类可观测到的最遥远的星系,存在于大约134亿年前。 这是非常惊人的发现,要知道宇宙从诞生到现在也不过 138亿岁 ,也就是说这个名为GN-z11的遥远星系在宇宙诞生4亿年后就出现了。

相比之下,形成于46亿年前的太阳系就显得十分年轻了。于是很多人认为,我们这次终于 发现了宇宙的边缘,或者说是宇宙的终点。

而这就不得不提到宇宙距离的观测方式了。学者们在观测星系时会经常用到一种我们在生活中熟悉又陌生的观测工具,也就是名为“ ”的电磁波。

提到光,我们脑海中可能最先想到的是光那令人惊奇的速度:当你睁开眼,瞬间就可以看到光映入眼帘;当我们拉开窗帘,光也会瞬间填满房间。

正因光速度快的特性,“光速”也是我们生活中常见的形容词。然而在宇宙中却并不是这样。 光确实很快,但并不是无限快的 ,拿太阳与地球举例而言,太阳发出的光到达地球差不多需要 8分钟 的时间。

而宇宙因为过于广袤,所以我们观测行星时,往往会用 光年 来考虑距离,也就是光在真空中一年内传播的距离。

对于某些恒星来说,它们散发的光可能需要花费数年的时间才可以传达到我们所在的地球。而当我们的研究对象从恒星变成了星系时,这个数值会以一种让人感到离谱的程度增长。

当我们观测星系时,那些可观测星系发出的光到达我们这里可能要需要数百万甚至数十亿年的时间,换而言之, 我们看到的GN-z11的光,是来自134亿年前发出的光。

当然,虽然 光理论上可以在真空中没有损耗的传播 ,但事实上那些遥远恒星的光还是无法传达到地球。这就与星体间的距离以及宇宙的年龄有着密不可分的关系了。

我们可以观测到的宇宙边缘并不是宇宙真正的边缘,而是我们有限的能力只能看到那么远,因为 人类观测范围之外的光无法传达到地球。

天文学家 詹姆斯·波洛克 (James Bullock)认为,如果物体距离足够远,光就不会到达我们这里,因为那超过了宇宙的年龄。

这也就意味着 我们可以观测到的宇宙边缘受到了宇宙年龄的硬性限制,人类可以观测到的距离不会超过宇宙的年龄。

而宇宙只有138亿岁,形成一个星系又要花费许多许多的时间,所以我们目前无法发现比GN-z11更加遥远的星系,换而言之, GN-z11是我们目前可观测宇宙的尽头。

然而就在天文学家们测量了GN-z11与地球之间的距离时,却发现了一个令人震惊不已的结果: 这个134亿岁的星系,与地球之间相隔了320亿光年的距离! 近乎三倍的差距不禁让人们发出疑问:说好的可观测距离不会超过宇宙年龄呢?

在回答这个问题之前,我们要先搞清楚一个定义,也就是所谓的“ 可观测宇宙 ”。

我们在舞台下观赏话剧、歌舞或魔术表演时,漆黑一片的台上常常会打下一束来自聚光灯的顶光,观众们便只能看到一个填充发光的白色光圈,光圈的边缘以外都是无尽的黑暗。 这个聚光灯的光圈便可以看作可观测宇宙的大致模型。

顾名思义,可观测宇宙就是我们可以观测到的宇宙空间,但这里的“可观测”并不是指我们的现代 科技 水平能否达到观测目的,而是指 被观察空间的星体发出的光线或辐射能否被观测者(也就是我们)接收。

由于宇宙的范围过于广袤,有相当大的未知领域在我们的可观测宇宙之外,因此我们平时聊到的“宇宙”说白了也只是“可观测宇宙”而已。

因为我们并不知道可观测宇宙以外的未知空间中有什么或者有多大,那些地方过于遥远,以至于 宇宙从大爆炸诞生以来所发出的光线未能有足够的时间到达地球。

我们在前文中已经提到过目前人类发现的最遥远的星系 GN-z11 以及它的距离之谜,然而在对人类来说最遥远的可观测宇宙边缘,存在的可不只是古老的星系而已。在可观测宇宙的尽头,有那么一种产自大爆炸的余晖,被称为“ 最古老的光 ”。

宇宙微波是我们宇宙中最古老的光,出现于宇宙刚刚38万岁的时候。 它显示出微小的温度涨落,也对应着宇宙间局部密度的细微差异,它就像一层空气墙或者说外壳,充斥在那个还没有恒星与星系形成的年轻宇宙间。

宇宙微波背景辐射的存在本身就是可观测宇宙最遥远的边缘,也是大爆炸的遗址。

而GN-z11的距离之谜,也终于从天文学家们对上文中提到的宇宙微波背景辐射、可观测宇宙的结构以及宇宙年龄的研究中得以揭晓—— 我们的宇宙并不是静止的,而是一直在膨胀,并且膨胀的速度正在不断加速,甚至已经超过了光速。

这是宇宙中占据主体的 暗能量 在其强大排斥力持续作用下的结果,当物质的密度下降后,引力作用也逐渐变弱,而 暗能量因其密度恒定的特性,并不会使自身排斥力因空间变化被削弱,也就不断地加速了宇宙膨胀。

宇宙就像一个沾满各种小颗粒的气球,其中的小颗粒就是包括恒星与星系在内的各种星体, 当气球不断膨胀后,这些小颗粒之间的距离也就越来越大。 而这便是GN-z11到地球的距离超过宇宙年龄的原因。

宇宙的膨胀或许也会有停止的一天,对可观测宇宙的未来学者们也各执一词地争论已久,人类姑且算是看到了可观测宇宙的边缘,但可观测范围之外的宇宙终点仍旧是个谜团。

宇宙会有终点,不论是空间上还是时间上,正如同地球上的人类会在10亿年后消失、几十亿年后太阳会熄灭一样。

只不过那个终点不论是对于一个种族还是一个生命来说,都显得太过漫长和遥远了,对于宇宙而言这就是再正常不过的事情,人类相比之下就像一粒悬浮在阳光下的微尘,但仍然会用探究的精神向着心中的那个终点不断前行。

到2020年,哈勃太空望远镜达将其轨道运行30年。 哈勃望远镜的独特设计使宇航员能够使用先进技术对其进行维修和升级,使其成为NASA寿命最长,最有价值的天文台之一,数十年来一直在向地球发送精彩的天文图像。

哈勃从根本上改变了我们对宇宙的理解。NASA公布30张哈勃望远镜运行期间的精彩图像 ,以庆祝倒计时2020年4月24日哈勃成立30周年。

该图像类似于汹涌的海浪,实际上显示了起泡沫的海洋,里面充满着炽热的氢气和少量其他元素,例如氧气和硫磺。哈勃太空望远镜拍摄的照片捕获了M17内的一个小区域,也称为欧米茄或天鹅星云。星云是恒星形成的温床,在那里,波浪状的气体被来自照片外左上方的年轻的大质量恒星的大量紫外线雕刻并照亮。这些图案的辉光突出了气体的三维结构。紫外线正在雕刻并加热冷氢气云的表面。这张照片中温暖的表面发出橙色和红色。强烈的热量和压力导致某些物质从这些表面流走,甚至掩盖了背景结构,形成了甚至更热的绿色气体的发光面纱。波浪尖端上的压力可能会触发它们内部新的恒星形成。这张照片的发行是为了纪念哈勃在1990年4月24日发射13周年。

这个可怕的物体就像是一只从深红色的海水中抬起头的噩梦般的野兽,实际上是无毒的气体和灰尘的柱子。这个巨大的支柱被称为锥状星云,或称为NGC 2264,位于动荡的恒星形成区域。这张照片显示了星云的上25个光年,相当于离月球2300万次的高度。整个星云长7光年。数百万年来,炽热的年轻恒星(位于图像上方)的辐射逐渐侵蚀了星云。紫外线加热暗云的边缘,将气体释放到周围空间的相对空白区域。在那里,额外的紫外线使氢气发光,从而产生在柱子周围看到的红色光晕。与围绕单个恒星的气体相比,发生类似的过程的规模要小得多,从而形成了在圆锥的左上侧附近看到的弓形弧。以前在哈勃望远镜上看到过的弧度是我们太阳系直径的65倍。来自周围恒星的蓝白色光被灰尘反射。可以看到背景恒星正在窥视着蒸发的气体中的卷须,而湍流的底部则被尘土变红了的恒星点缀着。随着时间的流逝,只会剩下圆锥体中最密集的区域。在这些区域内,可能会形成恒星和行星。

马头星云像巨大的海马一样从尘土和气体的海洋中升起,是天空中拍摄最多的物体之一。哈勃太空望远镜近距离观察了这个天象,揭示了云层的复杂结构。Horsehead,也称为Barnard 33,是一团冷气和尘埃的乌云,与明亮的星云IC 434相映成趣。左上角的明亮区域是一颗仍嵌在其气和尘埃育苗室中的年轻恒星。但是,这颗炽热的恒星发出的辐射正在侵蚀恒星的苗圃。位于哈勃视野之外的一颗巨大恒星发出的辐射也正在雕刻星云的顶部。只是偶然地,星云大致类似于马的头。它的不寻常形状最早是在1800年代后期的照相板上发现的。马头位于猎户 星座 ,是鹰状星云中著名的尘埃和气体支柱的表亲。两个塔状星云都是年轻恒星的茧。这个受欢迎的天体目标是5,000多名互联网选民中的明显赢家,他们在2000年被要求为哈勃望远镜选择11天周年纪念的天文目标。

哈勃太空望远镜获得了这张异常引人注目的目的是行星状星云NGC 6751的图像。该星云像巨大的眼睛一样在天鹰座中发光,它是几年前从其中心可见的热星喷出的气体云。恒星接近其生命尽头时,它们是由质量恒星抛出的气体壳,类似太阳。恒星外层进入太空的损失暴露了炽热的恒星核,恒星核的强紫外线辐射随后使喷射出的气体像行星状星云一样发出荧光。星云显示出几个显着特征:蓝色区域标记着最热的发光气体,该气体在中央恒星残留物周围形成一个大致的圆环;橙色和红色表示较冷气体的位置。这些较冷的云团在星云中的起源仍无法确定,但这些飘带清楚地证明了它们的形状受到影响的中心;这些恒星的长形飘带中,并位于星云外缘的一个周围,呈破烂状的环中。估计该恒星的表面温度高达140,000温度(250,000华氏度)。

哈勃太空望远镜在动荡的月球Io上寻找火山羽流时,哈勃太空望远镜捕捉到了这张Io扫过木星巨大面孔并将其阴影投射到下方的图像。艾奥和木星上可见的最小细节长达93英里(150公里),或相当于康涅狄格州的大小。 Io上的亮块是二氧化硫霜的区域。 在木星上,白色和棕色区域区分出高海拔的阴霾和云层。 蓝色区域表示在高海拔地区相对晴朗的天空。这是为纪念哈勃在1990年4月24日发射九周年而发布的行星二重奏的三张令人惊叹的图像之一。这些图像是在两个波长下拍摄的:3400埃(紫外线)和4100埃(紫外线)。 这些颜色与人眼所看到的颜色并不完全一致,因为紫外线是人眼看不到的。

土星包裹着鲜艳的色彩,以庆祝哈勃在轨八周年。实际上,这张1998年1月4日拍摄的假彩色图像显示了行星反射的红外光。红外视图提供了有关土星大气层中云层和阴霾的详细信息。

蓝色表示向下到主要云层的晴朗气氛。蓝色的不同阴影表示云颗粒,大小或化学组成的变化。认为云颗粒是氨冰晶。环上方可见的北半球大部分区域相对较清晰。底部南极周围的暗区表示主云层中有一个大洞。

绿色和**表示主云层上方有雾霾。颜色为绿色时,雾度较薄,而颜色为**时,雾度较厚。南半球的大部分地区(土星的下部)都非常朦胧。由于土星的东西向风,这些层与纬线对齐。

红色和橙色表示云层向上延伸到大气中。红云甚至比橙云高。土星赤道附近两次风暴的最密集区域显示为白色。在地球上,热带纬度地区也发现了云量最高的风暴。左侧较小的风暴大约与地球一样大,1990年和1994年在土星上也记录了较大的风暴。

由大块冰组成的环,与在可见光下拍摄的冰像一样白。然而,在红外线中,吸水引起各种着色。最明显的是最内圈的棕色。戒指将他们的影子投向了土星。在阴影中看到的亮线是阳光穿过卡西尼分部,两个亮环之间的间隔。最好在环上方的左侧观察。由于观察期间的几何形状很少,因此该视图是可能的。对戒指阴影的准确调查还显示,阳光穿过Encke间隙,这是非常靠近戒指系统外边缘的细小部分。

可以看到土星的两颗卫星,左下方的Dione和右上方的Tethys。特提斯(Tethys)刚刚结束了穿越土星盘的过程。它们以**和绿色显示为不同的颜色,表明它们在冰面上的状况不同。

M2-9是“蝴蝶”或双极行星状星云的引人注目的例子。另一个更显眼的名称可能是“双子星云”。如果星云在恒星上被切成薄片,那么它的每一侧看起来都非常像喷气发动机的一对废气。确实,由于星云的形状和所测量的气体速度(每秒超过200英里),天文学家认为将其描述为超超音速喷气机排气是很恰当的。地面研究表明,星云的大小随时间增加,这表明形成叶的恒星爆发发生在1200年前。

众所周知,M2-9中的中心恒星是两个非常接近的恒星之一,它们以危险的近距离相互绕行。甚至有可能一颗恒星被另一颗恒星吞没了。天文学家怀疑一颗恒星的引力会从另一颗恒星的表面拉出弱束缚的气体,并将其猛扑成一个薄而致密的圆盘,该圆盘围绕着两个恒星,并很好地延伸到太空中。

实际上,可以在使用哈勃太空望远镜获得的较短曝光图像中看到光盘。它的直径约为冥王星轨道直径的10倍。用于设计喷气发动机的类型的模型(“流体力学”)表明,这样的磁盘可以成功地说明M2-9的类似喷气排气的外观。来自一颗恒星的高速风冲入周围的圆盘,该圆盘用作喷嘴。风在垂直方向上偏转并形成我们在星云图像中看到的一对喷射流。这与喷气发动机中的过程大体相同:燃烧和膨胀的气体通过喷嘴由发动机壁偏转,从而形成高速的长而平行的热空气射流。

这张哈勃太空望远镜的影像于1996年发布,庆祝望远镜成立6周年,它显示了几个蓝色的环状物体,实际上是同一星系的多个影像。它们被照片中心附近的**,椭圆形和螺旋星系团的“引力透镜”所复制,称为“ 0024 + 1654”。引力透镜是由群集的巨大引力场产生的,该引力场使光弯曲以放大,变亮和扭曲更远物体的图像。

来自遥远星系的光在穿过星团时会弯曲,在这张照片中将星系的光分成五个单独的图像。光线还使银河系的图像从正常的螺旋形状扭曲为更圆弧的物体。天文学家确定蓝色物体是同一星系的副本,因为它们的形状相似。

尽管引力弯曲过程是众所周知的,但哈勃望远镜的高分辨率揭示了天文学家从未见过的蓝色星系中的结构。

哈勃太空望远镜最著名的影像之一,这些位于鹰状星云(M16)中的气体和尘埃塔被称为“创生之柱”。

支柱在某种程度上类似于沙漠中的小山,在那儿,玄武岩和其他稠密的岩石保护了该地区免受侵蚀,而周围的景观已被破坏了数千年。在这种天体情况下,面对大量炽热新生恒星(位于顶部边缘)发出的紫外线,尤其是稠密的分子氢气体和尘埃云的存活时间比其周围环境更长。该过程称为“光蒸发”。这种紫外线还负责照亮柱子的曲折表面以及从其表面沸腾的幽灵气体流,产生引人注目的视觉效果,突出了云的三维本质。最高的支柱(左)从底部到顶端约4光年长。

当柱子本身被紫外线慢慢侵蚀掉时,就发现了埋在柱子中的甚至更密的气体的小球。在至少一些小球内部形成的是胚胎恒星。

这张旋涡星系Messier 100(M100)中心的图像是在哈勃太空望远镜执行首次维修任务后拍摄的,展示了哈勃望远镜视野的显着改善。哈勃发射时的视线模糊,原因是其镜面有轻微缺陷。 执行第一次维修任务的宇航员安装了校正光学器件以弥补缺陷,并使用了一种新仪器-广角和行星相机2-对其内置缺陷进行了校正。此图像是使用该新仪器拍摄的。M100是处女座星系团中最亮的成员之一。 旋涡星系有两个突出的明亮恒星臂和几个较弱的臂。

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