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宇宙之精彩天體三

(科普2013-06-23 19:03:18)

左邊星係為NGC 2207,右邊的是IC 2163。圖中可以看到NGC 2207的強大引力正在破壞IC 2163的形狀。IC 2163沒有足夠的力量逃離NGC 2207的引力並且註定在未來會經歷過更為劇烈的變形。這兩個星系可能在10億年後合併成一個更加巨大的星系。

雄偉的螺線星系NGC 4414。距離大約60萬光年。圖像顯示出這個星系的中央的區域, 它的大多數螺線是典型的, 包含一些更老的黃紅色的巨星。外部的旋臂有年輕的藍色的恆星和大量的星際塵埃。茸毛狀螺旋星系是一種沒有鮮明旋渦臂的螺旋星系,這種形態的星系蠻常見的,其中NGC 4414是靠我們最近的一個。這種茸毛狀螺旋星繫到底藏有多少質量呢?下面這張哈勃太空望遠鏡的真色照片,就是為了要回答這個問題所拍攝的。通常在螺旋星系邊緣的恆星和雲氣,會以非常高的速度繞中心旋轉,而星系需要含有大量不可見的暗物質,才能產生足夠的重力來維持這種運動。這張影像是非常上鏡頭的NGC 4414核心,前景的明亮天體是我們銀河系內的恆星。雖然NGC 4414的核心可能只含有極少量的暗物質,不過了解它的質量分布,可以校正星系其餘部分的質量,並可以依理類推到其它的茸毛狀螺旋星系。除此之外,定出NGC 4414的精確距離,可以幫助天文學家去測量更遙遠的宇宙。這個星系距離我們多遠?世界各地的宇宙學家,一直很很努力地想找出來。 螺旋星系 NGC 4414具有許多造父變星,從它們亮度的變化,天文學家得以估算出這些變星的距離。用這種方法去分析許多類似星系的距離,有些天文學家最近宣布他們又改進了他們對宇宙膨脹速率的估計。不過,有關膨脹速率的爭論仍然沒停止,因為最近又有另一群天文學家,利用一種全新的方法得到這些星系較小的距離,而這也代表所得到的宇宙膨脹速率也就較小。NGC 4414有許多典型螺旋星系的特徵,包括濃密的塵埃帶、核心的古老紅色恆星、和具有許多藍色年輕亮星的蜿蜒漩渦臂。不過縱然是典型的螺旋星系,有時還是會冒出乎意料的新特點,例如:天文學家最近剛在NGC 4414找到一種不尋常的藍色變光星體。

漂亮的仙后座超新星遺迹。星雲外部明亮的綠環,直徑約10光年由圖像左上還噴出大量氣體。X光檢查顯示出噴氣富有硅原子和鐵原子。明亮的藍色幾乎純粹由鐵氣體組成。圖象的中心的明亮的來源被假定是在超新星爆發期間產生的一顆中子星。一般中子星都會快速旋轉,這顆中子星卻是安靜的,至少目前還沒有觀測到它的活動證據。

距離我們6000光年的RCW 38星團是一個年輕的星團,它包含數千顆形成不到100萬年的恆星。星團有5光年的範圍,並有瀰漫的星雲籠罩。

側對著我們的螺旋星系NGC 3079位在大熊座內,距離我們只有5000萬光年遠。這張哈勃望遠鏡的假色影像,涵蓋了星系盤面約有7萬光年的區域,其中可清楚看到壯觀的塵埃帶、蜿蜒的漩渦臂和漩臂上眾多的美麗星團。不過,NGC 3079最突出的特點是從它的中央核區噴射出約10000度的高熱氣體,它的中心內部可能達1000萬度的高溫。也許在那裡發生了超新星爆發或產生了黑洞。伸出的氣體巨柱長度約有2000光年。從量測數據研判,氣體以每小時6千萬公里的高速向外噴流。為什麼這個星系會有類似沸騰的特徵呢?天文學家懷疑這個超級泡泡,是由大質量恆星的恆星風所吹出來的。如果這種想法是對的話,這些恆星可能是同時誕生的,而這個星系的核心曾經有過爆髮式的恆星誕生過程。星系NGC 3079從圖像為X光和可見光結合處理而成。

W49B是超新星爆炸的遺迹,距離約35000光年。一顆巨大的恆星在燃燒了數百萬年後坍縮崩潰成了一個黑洞,黑洞在吸進周圍氣體的同時,還將外層的一些物質,包括鐵、鎳離子和氣體拋射出去。當這些噴氣撞擊包圍恆星的稠密氣體時,發出光芒來。這些氣體的溫度高達1500萬度。

N49B是超新星爆發後的遺迹。這團溫度高達數百萬度的氣體一直膨脹了約1萬年的時間。右邊圖像經過特殊處理,顯示了它含有出人意料的鎂元素(藍綠色)。N49B的鎂數量估計相當於整個太陽系的質量,而太陽所含的鎂僅有0.1%。N49B的全部質量大約是太陽系的1千倍。鎂是地球外殼中最豐富的元素之一,佔到第8位。我們的身體中也不能缺少鎂,它不僅能強壯我們的骨骼,而且在新陳代謝和蛋白質合成方面都有重要作用。

大質量恆星短暫的一生中,一直很劇烈地燃燒核燃料,在核心極端高溫和超高密度的環境里,透過融合的過程,把氫、氦等輕元素結合成碳、氧等較重的元素,而這種過程要到產生了鐵才會停下來。接下來,超新星爆炸就是這種恆星無法逃避的悲壯結局呢。在爆炸的過程中,含有豐富重元素的恆星碎片被拋到太空,成為未來形成其它恆星、行星甚至人類的成分!在下面這張由錢卓拉觀測站所拍攝的假色X射線影像里,就呈現了一個直徑約有36光年,而且不停擴張的熾熱爆炸遺骸。這個位於南天半人馬座里的年輕超新星遺骸,正式的編號是G292.0+1.8,它是大約1600年前一顆大質量恆星爆炸後所遺留下來的。影像中,明亮藍色絲狀雲氣的溫度約有數百萬度,它們含有極為豐富的氧、氖和鎂。錢卓拉影像中心左下方的點狀天體,可能是一顆脈衝星,也就是說,這個超新星爆炸事件除了拋出大量的元素外,塌陷的恆星核心也產生了一顆快速自轉的中子星。天文學家知道脈衝星是在超新星爆發後形成的,但是爆發前的恆星是什麼樣子,它們之間的關聯如何卻還不能認明。現在科學家可以根據這個巨大的,包含有氧、氖、鎂、硅和硫等大量元素的快膨脹的氣體殼來研究了。天文學家相信富有氧的超新星爆炸由一顆巨大恆星坍縮引起,並最終形成一顆中子星(脈衝星)。在這個過程中,它釋放出巨大的能量,拋出上述元素。G292.0+1.8是銀河系已知三顆富有氧的超新星遺迹之一,因為氧是生命所需要的重要元素,所以這些超新星受到天文學家的關注。

N63A是一個超新星遺迹。爆炸使氣體被加熱到1000萬度左右。圖像由X光藍色)、可見光綠色)和電子輻射(紅色)合成處理而成。在X光和電子輻射波段,中央區域呈現一個三角形的洞且最為明亮,可能由於那部分的氣體相對涼一些。N63A是一個大質量恆星爆炸所留下來的超新星遺骸,在這張多波段假色影像里,它內部到處可見到氣殼和氣弧。這是爆炸所射出的高速物質結,它們掃起周圍的星質介質,把雲氣加熱到使它們發出光來。中心區較明亮,但X射線輻射反而較暗,顯然是被擴張碎片雲團中向著地球這面較密集且較低溫的物質給吸收掉了。N63A在鄰近的大麥哲倫星系內,發出輝光區域的範圍約有60光年。這張很有趣的組合影像,使用了錢卓拉衛星的X射線影像、哈伯太空望遠鏡的可見光影像和澳洲密集數組的電波影像。

在名為N132D 的超新星遺迹的這張照片中,形狀複雜的發光氣體束漂浮在無數的恆星之間。N132D位於鄰近星系大麥哲倫星雲(LMC)中,該星雲是銀河系的近鄰星系。拋射出的物質顯示超新星爆炸發生於大約3000年前。這張照片是用 NASA的哈勃空間望遠鏡和Chandra X 射線天文台觀測到的數據合成的。氣體是超新星遺迹(編錄為 N132D),大約 3,000 年前發生的一次大質量恆星爆炸將其拋射出來。N132D 的複雜結構是由於爆炸產生擴張的超音速衝擊波撞擊 LMC的星際氣體形成的。哈勃拍攝的照片顯示,在遺迹深處有由氫氣組成的月牙形粉紅髮射雲和與發光的氧發射區域對應的柔軟紫色束狀物。這張哈勃照片也顯示了LMC中彩色的密集恆星背景。N132D是超新星爆發後留下的氣體雲,稱為超新星遺迹。它距離我們約16萬光年。分享:


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