25張照片告訴你：宇宙到底是什麼樣
2015年4月24日，近地軌道上的哈勃空間望遠鏡就已經升空整整25年了。【圖片來源：NASA】
1990年
那一年，我初三，瘋狂的想戀愛，90%的90後都還在各自父母里器官里或還是胚胎。
那一年的4月24日，發現號太空梭從美國肯尼迪中心發射升空，將哈勃空間望遠鏡送上了近地軌道。誰都不知道，它將帶回什麼？
25年後，我壯年得想豁出去創業，而哈勃卻看著那遙不可及的一切。
四十不惑，可看完哈勃的照片，瞬間感慨，人生何苦這麼拼；然後，天文學家取名能力絕對中二水平。
木星是太陽系裡最大的行星。這顆氣態巨行星的大氣里存在複雜的活動，包括相對移動的雲帶和成百上千個大大小小旋轉著的風暴。規模最大的一個風暴，被稱為木星大紅斑。自1632年被發現以來，大紅斑一直存在至今。哈勃發現，木星大紅斑的長軸正以每年930千米的速度縮短，形狀也漸漸從卵形變成了圓形。按照這樣的速度，大紅斑會在4年內變成正圓形。
土星擁有美麗的光環。每隔大約15年，土星的光環就會側對著我們一次，有時候幾乎會消失不見。這張攝於2009年2月24日的照片上，土星光環就幾乎要側對著我們。土星最大衛星——土衛六泰坦正從土星前方經過，並將陰影投在了土星表面。如果足夠仔細的話，你還能在土星圓面上找到白色的土衛一和它投下的小小影子。
1300光年外的獵戶座大星雲，是距離地球最近的恆星形成區，有成千上萬顆恆星正在這裡誕生。哈勃拍攝的這張照片，展現了這片星雲中的諸多細節，揭露了新生大質量恆星與周圍的塵埃和氣體之間複雜的互動。
馬頭星雲是天文學裡最具標誌性的暗星雲之一。在可見光波段，它遮擋了背後的星光，留下了一個形似馬頭的黑色剪影。而哈勃望遠鏡拍攝的這張紅外照片，能夠看穿不透光的塵埃，給馬頭星雲帶來了一個全新的視角。
行星狀星雲是類似太陽的中等恆星臨近死亡的一個短暫階段。當一顆垂死的恆星快要耗盡核心的燃料，它會拋出大部分外層物質，然後被恆星殘骸發出的紫外輻射照亮。距離地球1800光年的NGC 5189，就是一個很好的例子，展現出了極其複雜的結構。哈勃望遠鏡的這張照片，幫助天文學家構建起了這類星雲的3維結構模型。
貓眼星雲是最早被人發現的一批行星狀星雲，哈勃望遠鏡揭露了其中驚人複雜的結構。藉助這張照片和後續的一系列觀測，天文學家再現了這顆垂死恆星生命最後階段複雜的演化過程。
距離地球3800光年的NGC 6302，有時又被稱為蝴蝶星雲。這隻太空蝴蝶的翅膀，其實是溫度超過2萬攝氏度的熾熱氣體，翅展超過2光年。哈勃的照片揭露了星雲中央不可見的那顆垂死恆星拋射這些氣體的歷史。
猴頭星雲是距離地球約6400光年的一片恆星誕生區域。哈勃拍攝的這張紅外照片，只展示了猴頭星雲「眼」部的一片很小的局部。星雲中心剛剛形成的大質量恆星驅散了星雲中的塵埃，它們發出的紫外輻射在塵埃中雕琢出了巨大的柱狀物。
蟹狀星雲是1054年出現的超新星——天關客星的遺迹，距離地球6500光年。哈勃望遠鏡的這幅拼圖，是迄今最清晰的蟹狀星雲照片。星雲的中心有一顆質量與太陽相當的中子星，直徑僅有19千米，正以每秒30圈的速度高速旋轉。
船底座星雲，距離地球7500光年，是一大團氣體和塵埃，恆星的誕生和死亡都在其中上演。哈勃的照片展示了其中恆星誕生的驚人細節。
半人馬座Ω星團，是銀河系裡大約150個球狀星團里最大的一個，距離地球1.7萬光年，包含近1000萬顆恆星。哈勃望遠鏡觀察了這個星團最密集的核心區域。這些恆星豐富的顏色透露了它們自身的許多信息。利用不同時間哈勃拍攝的照片，天文學家已經測量了其中超過10萬顆恆星的運動。
哈勃望遠鏡拍攝到一圈光暈，包裹在麒麟座V838這顆變星的周圍。這顆變星在2002年1月短暫變亮，光度一度達到太陽的60萬倍。如此明亮的星光向外傳播，由近及遠依次照亮了變星周圍的塵埃雲，由此產生了所謂的回光（light echo）現象。哈勃望遠鏡連續幾年對它進行了觀測，目睹了這圈回光從出現到擴散再到消失的全過程。
NGC 3603是銀河系船底座旋臂上一個重要的恆星形成區域，距離地球約2萬光年。它的核心處有一個恆星「珠寶盒」，包含成千上萬顆年輕恆星，是銀河系裡質量最大的年輕星團之一。這些恆星發出強勁的紫外輻射，在星雲里開闢出一片空洞，才讓我們有機會毫無遮擋地看見這片星光。
飄浮在星空之中的這個宇宙氣泡，看似乎精緻優雅，實際上卻是一場劇烈爆炸的遺迹。這個超新星遺迹距離地球16萬光年，位於銀河系的伴星系——大麥哲倫雲中。這個氣泡寬約23光年，仍在以每秒5000千米的速度向外擴張。為了探究它的成因，天文學家利用哈勃拍攝了這張照片。他們發現，這顆大約400年前爆炸的超新星，很可能是兩顆白矮星碰撞的結果。
距離地球17萬光年的小麥哲倫雲中，有數百萬顆年輕恆星集中在蜘蛛星雲的核心。這是鄰近星系中最明亮的恆星形成區域，也是迄今所知最大質量恆星所在的區域。哈勃的照片揭示了其中恆星誕生的多個不同階段，並辨認出了數十顆質量超出太陽100倍的大質量恆星。
哈勃拍攝的這張照片，展示了銀河系伴星系小麥哲倫雲中的這樣一個場景：一團年輕的恆星發出強勁的輻射，正在蠶食不久之前它們從中誕生的氣體和塵埃雲。藉助哈勃的觀測，天文學家發現這團恆星形成於不同的時期，中心處的大質量恆星形成於大約400萬年前，外圍的其他一些恆星則形成於約100萬年前。
儘管比我們的銀河系小得多，M83產生恆星的速度卻比銀河系快得多，因而被稱為星暴星系。這個旋渦星系的旋臂上點綴著許多粉色的氫氣雲團，那裡是新的恆星正在誕生的地方。藉助哈勃望遠鏡，天文學家調查了M83中恆星的誕生、演化和消亡。
草帽星系寬約5萬光年，距離地球近2900萬光年。藉助哈勃望遠鏡，天文學家在這個星系的中心找到了一個超大質量黑洞，質量相當於太陽的10億倍，是鄰近宇宙中最大的黑洞之一。哈勃望遠鏡還在草帽星系裡發現了2000多個球狀星團，是銀河系球狀星團數目的10多倍。
NGC 1300是棒旋星系的典型代表，它們的旋臂並非源自星系的中心，而是從一條直棒的兩端向外延伸。最近有觀測表明，我們的銀河系也是一個棒旋星系。哈勃拍攝的這張照片，展示了棒旋星系中前所未見的細節特徵。藉助哈勃望遠鏡，天文學家發現今天的旋渦星系約有65%擁有棒狀結構，而在70億年前，這個比例只有20%。
6500萬光年以外的觸鬚星系，是離我們最近的碰撞星系之一。兩個旋渦星系的這場命運之戰始於幾億年前，並在兩個星系身後甩出了長長的「觸鬚」。哈勃的這張照片著重揭露了星系碰撞的核心區域，以前所未有的清晰程度兩個星系由於碰撞而導致的恆星形成過程。
斯蒂芬五重星系，是5個看起來似乎擠成一團的大星系，不過其中有一個星系是打醬油的，跟其他4個星系相距甚遠，只是剛好出現在同一個方向上。在哈勃拍攝的這張照片里，很容易把兩者分開。那個偏藍的星系，距離地球僅4000萬光年，而其他偏紅的星系，距離地球約有2.9億光年。
哈勃拍攝的Arp 273，展示了兩個由於相互之間的引力影響而變得形狀扭曲的旋渦星系。較大星系的最外側旋臂，被拉成了一道星環，纏繞在星系周邊。這一特徵暗示，較小的星系曾經從較大的星系中穿過。
哈勃邊疆場是一個雄心勃勃的計劃，旨在將最頂尖的望遠鏡，與自然界最強大的透鏡結合，將我們遙望宇宙的能力擴展到最遠。星系團是宇宙中最大的物質結構，由於質量龐大，它們的引力足以彎曲從中穿過的光線，從而放大、增亮和扭曲它們背後的星光——這便是引力透鏡。阿貝爾2744是哈勃在邊疆場計劃中藉助的第一個引力透鏡，透過這個遙遠的星系團，天文學家發現了迄今最暗、最遠和最小的星系，距離地球超過130億光年。
在哈勃拍攝的這張星系團阿貝爾370的照片中，可以看到許多扭曲的光條。這些都是星系團背後更遙遠的星系，它們的影像被阿貝爾370的引力扭曲了。這是天文學家第一次在星系團中看到如此強烈的引力透鏡效應。利用這些扭曲的影像，天文學家能夠計劃星系團的質量，以及物質在其中的分布。研究顯示，這個星系團是由兩個較小的星系團合併而形成的。
這是宇宙的一塊小小「切片」，散布著遠近不同的星系，透露了星系隨宇宙時間演化的故事。在這張「切片」里，可以看到大約1萬個星系，有些剛剛誕生，有些尚在成長，有些已經成年，還有些行將死亡。研究這些處在不同演化階段的星系，可以幫助天文學家了解星系的形成與深化。這張能夠揭露宇宙歷史的照片，就是哈勃超深空場（Hubble Ultra Deep Field）。
謹以25張照片，祝哈勃空間望遠鏡25周歲生日快樂！
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MjM4MDEzMg==&mid=210081963&idx=2&sn=8e5ef7531eaaa2966b221cf55c666462#rd推薦閱讀：
※柬言：匪夷所思！你是不存在的假象
※望遠鏡能看到星球的地表形態嗎？
※霍金在物理學科學家中到底有多高的地位？可以和愛因斯坦，牛頓這些人相提並論嗎？
※以當今的科技發展角度，如何評價1969年阿波羅計劃使人類登上月球?
※為什麼第一代恆星和第一代星系不在同時形成？