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科普2013-06-28 13:00:59)
如果你遇到一個黑洞，你會看到什麼景象呢？上面這兩張用計算機所產生的圖片，呈現了你可能會看到的怪現象。左邊的是正常情況下獵戶座附近星野，請注意獵人腰帶上三顆亮度幾乎相同的恆星。右邊的圖片是相同的星野，不過星野的中央有顆黑洞。因為黑洞強大的重力，所以光會向黑洞的方向偏折，產生視覺上很不尋常的幻景。在右邊的圖片中，每一顆正常圖片中的恆星至少有兩個亮影，分別出現在黑洞的兩邊。事實上如果很靠近黑洞，因為來自天空各方向的光都會被折過來，所以你會看到全部的天空！黑洞公認是宇宙中密度最高的天體，據間接的觀測證據顯示，天文學家曾在雙星系統、球狀星團的中心、星系的核心和類星體的中心找到了黑洞的蹤跡。
冰冷的星風從回飛棒星雲中央的中心星不停吹出來。回飛棒星雲位在南天的半人馬座內，距離我們約有5000光年，上面這張影像是哈勃太空望遠鏡在1998年所拍攝的假色影像。這團具有對稱性的雲氣，是由逐漸老化中心星所吹出的高速雲氣和塵埃風所形成的，這種星風的速度高達每小時60萬公里。高速星風所造成的快速擴張，也使雲氣分子的溫度降到只比絕對零度高1度而已。它們的溫度甚至比宇宙背景輻射的溫度要低，讓它成為遙遠宇宙最冷的區域。冰寒的回飛棒星雲會發光，是因為它塵埃反射了來自中心星的星光，天文學家認為它是正在演化到行星狀星雲階段的恆星或恆星系統。
在礁湖星雲之東是一個充滿多樣性的星場。圖中左下方是個富含漆黑塵埃的雲氣，裡面蘊藏著背景星與正在形成的年輕恆星系統，這些黯淡雲氣包括了左邊的LDN 227和右邊的IC 1275，在IC 1275的頂端還有顆明亮的星星。圖片右上方是塊富含灼熱氣體的雲氣，包含了部分的NGC 6559 發射星雲。圖右方，界於以上兩塊區域之間的則是反射星雲，反射來自藍色大質量恆星群的星光。圖片上方的NGC 6559複雜體延伸了約3光年大小，很可能與礁湖星雲有著共同的歷史。此複雜體位於人馬座方向約5000光年遠處。
有時候盯著空蕩蕩的太空看也是很有用的。上面這張圖只是天空的一小塊區域，之所以被挑選出來是因為它相當地沒內容: 沒有亮星，沒有明亮的星系，也沒有美麗如畫的星雲。不過，其中還是免不了有些內容，有一些本銀河系的星星，以及許多散布在宇宙中的遙遠星系。當遠處星系發出的光受到較近處的星系重力影響時，光線產生些微的偏折，導致這些遙遠星系看起來有些變形。藉由分析這些重力透鏡的變形案例，我們就可找到附近的質量密集處，不管它們到底有多亮。運用這種方法，現在天文學家可以秤出整個星系團的重量，並找出較暗的黑暗物質集團。上圖影像中右下方的圈圈，就是一個經由它的質量而非經由它的光線而發現的星系團。
這張令人難以忘懷的影像，是來自位於繞地軌道上的錢卓拉觀測站，主題是從比可見光能量要高數千倍的X射線波段來觀測英仙座星系團。英仙座星系團距離我們3200百萬光年，它是由數千個星系所組成的，不過在上面這張X射線影像中，我們連一個也看不到，只看到一大團溫度高達5000萬度的星系團雲氣，而它的質量超過星系團內所有星系質量的總和。從我們所在的位置看出去，這團X射線雲氣的暗洞和亮結，組合成非常很趣的圖案。中心區域的兩個暗洞，夾著一個發出X射線輻射的亮區，看起來像是骷髏頭的上半部，而五點鐘方向的長形暗洞，很像是一個沒有牙齒的嘴。這個明亮的X射線源，很可能是個位在星系團中心的超大質量黑洞，而它旁邊的這兩個暗洞，很可能是由高能粒子噴流所吹出來的泡泡。更有趣的是，恰好形成骷髏頭鼻子的暗區，可能是一個註定要掉進星系團中心的星系之X射線暗影。英仙座星系團內的X射線骷髏頭，它的大小超過10萬光年，當然是比你在今晚會看到的任何骷髏頭要大得多。
昴宿星團有如鑲在北方星空中的珠寶一般。不需要望遠鏡的幫忙，眼睛就可以在金牛座找到這個迷人的星團。從望遠鏡中的影像，顯示出這些恆星都被星際塵埃包圍著，而且這些塵埃也因星光的照射而反射出優雅的藍光。對於正在太空軌道中運行的ROSAT觀測站而言，它的X光望遠鏡所看到昴宿星團的影像，依然令人印像深刻，但是卻有點不太一樣了。這是一張假色照片，它是由ROSAT觀測站的觀測資料，根據X-光能量的高低，將它轉譯成各種不同顏色的可見光，其中紅色、綠色、藍色分別代表最低、中度、最高等不同能量的X-光影像。另外，用綠色方塊所標示的位置，為昴宿星團最亮的七顆星所在的之處。在X-光的探測之下，可以觀測到昴宿星團中的恆星，都具有一層非常熱的星冕 (恆星外部的稀薄大氣，如日冕一般)。圖中星冕顏色的不同，是對應於不同的星冕溫度。
春分，對北半球的天文愛好者來說是一次觀看梅西葉天體的大好時光。春分的那一晚，可以在黃昏到日出的一晚之中，看遍梅西葉圖表中所有天體。當然，如果剛好趕上滿月的明亮光輝，那就要受到一些干擾。而如果遇到農曆月初，則將是進行梅西葉馬拉松大賽的好時機。再如果日期剛剛好，那你還可以在同一晚看到我們太陽系全部的行星。下面這張漂亮的梅西葉馬拉松作品，是由天文攝影家Paul Gitto所拍攝和製做。他把所有的梅西葉天體放在這張寬度是10行，而長度是11列的圖表上。圖表的最左上角是M1(蟹狀星雲)，而最右下角是 M110 ——位於仙女座的一個小型橢圓星系。Paul Gitto 用來拍攝這些天體的裝備，是一部架在25厘米反射式望遠鏡上的數字相機。
在過去五年中，由哈勃望遠鏡所拍攝的這三張照片里，可以看出金牛座XZ雙星系統的行為非常不尋常，它會噴出熾熱的氣體泡泡！為什麼金牛座XZ雙星系統的行為這麼特殊呢？到現在為止，天文學家也不知道確切的原因。不過，從最近發布這三張時序照片里，可以很清楚地看見氣泡的前端是冷卻區，在這個區域的電子和離子相遇和複合之後，就會發射出光並使氣泡的溫度降低。金牛座XZ雙星位於金牛座的恆星誕生區之內，和我們的距離大約有500光年。金牛座XZ星是由兩顆年輕的恆星所組成，它們之間的距離和太陽與冥王星差不多。在過去的三十年之中，這個氣泡擴張所增加的半徑，大約是這組雙星之間距離的15倍。
恆星和恆星之間的空間，充填有極為稀薄的氣體，其中最主要的是氫氣。這些中性的氫原子天文學家稱它們是HI，它由一顆質子和一顆電子所組成。電子和質子不停地像陀螺一般在自轉，而它們的轉軸可以有兩種不同的指向，它們可以是平行或反平行。星際物質中氫原子的自旋方向，由平行轉變成反平行是一種極稀少的事件，不過當這種轉變發生時，它們會輻射出波長為21厘米的無線電波，這種電波的振蕩頻率是1420MHz。要了解宇宙中中性氫原子的分布，無線電望遠鏡必需調到這個頻率來進行觀測。上面這張全空HI巡天影像就是用這種方法獲得的。它代表了宇宙中性氫原子的分布，水平橫過影像中央的平面是我們銀河系的盤面。在這張假色照片中，完全看不到個別的恆星，只看到了延伸範圍至少在數十到數百光年的氫氣雲，而且它們大多聚集在銀河盤面附近。在銀盤恆星活動的影響下，這些雲氣常會形成弧狀或環狀的結構。
古老的超新星氣殼，包覆著新生星球的雲繭，與出自遠方類星體的小光點，突顯出這張朝向天鵝座所拍得的精采景色。這幅上了代表色的影像涵蓋了10左右的天空，但這還只是加拿大銀河系平面巡弋計劃在無線電波段的一小部分而已。彌散的離子化氣體帶流過距離我們6000 光年遠的恆星形成區，另外可看到兩個顯著的超新星氣殼，一個是左下角的棕色雲球，一個是在右上方的白色不規則圓球，棕色雲球的左邊則是整個北美洲星雲。影像中各處的亮白色節結則是著名的恆星雲繭，這些恆星中有些很可能會產生未來的超新星氣殼。位於極遠處的類星體所發出的光輝，在這裡看起來則只是一個個的紅點。
在這張巡天圖裡，我們銀河系鼓脹的核心、黝黑的塵埃帶、纖薄的盤面以及臨近的星系都清晰可見。不過，這張數字影像並不是傳統的紅外光照片，而是根據2微米巡天計劃(2MASS)的數據所建構出來的，像素的明暗代表的是這個天區恆星數量的多寡。2微米巡天計劃是一項在地面進行的觀測，它在2001年完成了全天空的觀測任務，總共編錄了大約二億五千顆恆星。 2MASS的全天圖的亮度和顏色，是根據在三個近紅外光波段所測得的恆星數而給定的。在下面這張經過剪裁的影像里，恆星擁擠的銀河核心區位在影像的左上方，而銀河系明亮的盤面水平穿過銀核。就是在穿透力較強的近紅外光波段，星際塵埃雲密集的區域還是不透光，使得塵埃帶所在區域的恆星數量變得很少，因此這些區域也很陰暗。影像右下方的迷濛星系是我們銀河系的近鄰——大、小麥哲倫星雲，而散布在影像各處的點狀亮斑，是由銀河系四周恆星很密集的球狀星團所造成。
在上面這張影像中，這四個靠得很近的星繫到底在忙些什麼呢？史帝芬五重星系的大型星系，有四個出現在這張影像中，而第五個是在影像左下方的外頭。這四個星系，有三個的紅位移量幾乎相同，顯示它們和我們之間的距離完全一樣。這三個星系正在劇烈的互撞之中，透過強大的重力潮汐，它們正在把對方撕開。影像左下方的大型藍色螺旋星系，是一個位在前景的星系，它離其它的星系很遠，所以並沒有參與這場宇宙大戰。史帝芬五重星系位在北天的飛馬座內，距離我們約有3億光年遠。史帝芬五重星系中，有三個是正在互撞的星系，另外兩個只是視覺上湊巧在同一方向而已。
星團是一團內部恆星運動很複雜的天體。組成球狀星團或疏散星團的恆星，都繞著星團的中心運動，偶而有其它的恆星在它附近掠過，彼此之間都會受到對方重力的作用。通常星團內恆星的運動軌跡，並不像我們太陽系內的軌道一樣圓。星團的成員星經常穿過中心，它們的軌跡常是不尋常且很複雜的循環。不過星團內很空曠，所以恆星互撞很少發生。上面這幅計算機動畫，是根據一種稱為多體模擬 (N-body simulation)的計算機程序碼算出來的，動畫含有一百顆恆星，而動畫中的每一秒代表星團歷經了數百年的演化。
這是一幅經過對比增強處理的哈勃望遠鏡影像，它把御夫座AB星周圍塵埃和雲氣盤內部的細微結構，異常清晰地呈現了出來。在拱星盤內首次看見的糾結狀物質，可能代表行星形成過程的初期，而在接下來的數百萬年期間可能會有行星形成。御夫座AB星距離我們469光年，是一顆年齡介於二至四百萬年之間的年輕恆星。它漩渦狀的拱星盤很龐大，大約是我們太陽系的30倍大。天文學家相信御夫座AB星的行星形成過程才剛開始而已，因為年齡小於一百萬年的更年輕恆星，它們的拱星盤並沒有這種糾結狀結構，年齡八百萬到一千萬年的較年老恆星，拱星盤上已經有縫隙，也具有顯示行星已經形成的其它特徵。影像中的框狀空窗是怎麼一回事呢？它們是由用來遮擋過亮星光的橫杆所形成的。不過對角紋線是相機所產生的繞射芒。
為什麼火星會開倒車？多數的時間，火星在地球上空的視相運動是一個方向，緩慢而穩定的在遙遠的背景星前面移動。然而，大約每兩年的時間，地球就會在繞日的軌道上領先於火星。最近的領先發生在今年八月，在此期間火星顯的非常的大而亮。同時火星也在天空上倒著走，這個現象稱做火星逆行。上面的影像是用連拍照片依據背景星點數字疊合的結果。如此看來，火星就像是在天空中繞了一圈。在這一圈的最上端地球剛好領先火星，此時的逆行運動最快。逆行運動也會發生在太陽系的其它行星上。巧合的是，影像中心右邊的點線是天王星正在做著同樣的一件事。
船底座伊塔星可能即將爆炸！然而卻沒有人知道它會發生於何時？一年後或一百萬年後？船底座伊塔星的質量約是太陽的100倍，它有足夠的份量產生一次非凡的超新星爆炸。根據歷史的記載，大約在150年前的一次不平常的爆發，使得船底座伊塔星成為南半球夜空中最亮的幾顆星之一。在鑰匙孔星雲中的船底座伊塔星是目前被認為能發射自然激光的唯一恆星。這張在1996年經由複雜的影像處理後所得的影像，可顯示出這顆淘氣恆星周圍雲氣的細微部分，其中包括兩個清楚的圓形突出部分，一個炙熱的中央區域，以及一些奇怪的輻射狀條紋。充滿著氣體與塵埃的兩個圓形突出部分，正吸收來自中央區域的藍光與紫外線。那些奇怪的輻射狀條紋至今仍然無法解釋？或許這些線索將告訴我們星雲是如何形成的?也或許是暗示我們船底座伊塔星將在何時爆炸？
我們銀河系的中心，藏著一個質量超過200萬個太陽的黑洞。銀河黑洞曾經是一個很有爭論性的議題，不過最近測量靠近銀河中心恆星運動的情形顯示，這個令人驚訝的推論，可能是一個無可避免的事實。使用歐洲南天巴拉那天文台(ESO Paranal)一部極大望遠鏡，以及一部簡稱為NACO的高性能紅外相機進行觀測，一群天文學家耐心地追蹤一顆編號為S2的恆星之運動。這顆恆星距離銀河中心大約只有17光時，或者說是冥王星軌道半徑的3倍距離，以每秒5000公里的高速繞銀河中心公轉。他們剛發布的結果很具體地證明，恆星S2是在一個不可見天體強大的重力作用下運動，而這個天體極端細小且緻密，換句話說是一個超大質量的黑洞。下面這張NOCA相機的紅外光深場影像，所呈現的是銀河中心周圍2光年附近的擁擠天區，而箭頭所指的位置就是銀河中心。因為NOCA相機能夠追蹤非常靠近銀河中心的恆星，所以它能很精確地定出中心黑洞的質量。除此之外，隨著天文學家繼續觀測恆星如何繞著超大質量黑洞運行，也可以提供愛因斯坦廣義相對論的嚴格檢驗。
在這一張人類從光學望遠鏡所能看到最遠的宇宙景象中，星系就好象一塊塊彩色的糖果一般。其中最暗的星系大約是30星等，也就是比肉眼所能看到最暗的星體還要暗40億倍；它們是很遠的星系，也代表著宇宙大爆炸之後十億年內的宇宙極早期狀態（這就是說，我們現在看到的星光，其實是它們100多億年前的樣子；而現在它們可能已不復存在了啊）。為了拍攝這一張照片，天文學家在大熊座選擇了一處最無遮擋的星空，然後用哈勃太空望遠鏡連續觀測10天。將每一次所得的影像疊加，終於讓昏暗的星系現身。這些結果將有助於探索星系演化之謎與處於嬰兒期的宇宙。分享：
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