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宇宙之精彩天體二十三

(科普2013-06-28 11:04:35)

在這張由錢卓拉觀測站所拍攝的假色X射線波段影像中,橢圓星系NGC 720包裹在一團會發出X射線輝光的雲氣里。這團雲氣的溫度高達攝氏700萬度,所以光靠著NGC 720可見恆星所發出的重力,無法把這團熾熱的雲氣局限在NGC 720里。因此,這種X射線雲氣被認為是NGC 720有暗物質存在的確切證據。就是這些不可見的暗物質以及它們所發出的額外重力,使得雲氣無法逃出星系。由於錢卓拉觀測站具有非常清晰的視力,它可以分辨點狀的X射線源和瀰漫的X射線雲氣。因此,天文學家就可以從X射線雲氣的詳細形狀,回推NGC 720內暗物質的可能分布,同時也可以測試暗物質最基本的性質。根據現在的了解,不管這些神秘的暗物質到底是什麼,它么是宇宙中最常見的物質。星系NGC 720位在鯨魚座內,距離我們約有8000萬光年。

如果我們的銀河系離我們5000萬光年遠,而且盤面和我們的視線有個很小的傾角,它看起來會很像巨大的螺旋星系NGC 7331。為什麼這張由史匹哲太空望遠鏡所拍攝的NGC 7331假色紅色外影像很有趣呢?部分的原因是因為這個星系可能和我們的銀河系很相似。影像中,較年老且較低溫恆星大部分位在星系的中央突起的核心,它們所發出來的星光是用藍色來表現。史匹哲望遠鏡的數據也指出,NGC 7331的核心藏著一顆黑洞,這顆黑洞的大小和我們銀河系核心的黑洞差不多。NGC 7331塵埃中複雜分子所發出的輻射,是以紅色和棕色來代來,它們同時也顯現出星系旋渦臂恆星形成區的所在。這個星系漩渦臂的延伸範圍大約有10萬光年,大致和我們銀河系的大小差不多。很有趣的是,NGC 7331另外還有個恆星形成環,它以黃色顯示,離星系核心約有二萬光年。現在還不知道我們銀河系內是否有這種結構。

由星風所吹出的這幅引人的魅影,編號為NGC 7635,但它有更容易了解的簡單名字「泡泡星雲」。天文學家的這幅影像是利用氫原子的阿爾法線濾鏡,加上顏色來顯示這顆宇宙中的泡泡和周圍環境複雜又精細的結構。雖然泡泡看起來很脆弱,但直徑10光年的大泡泡卻為狂暴的形成過程提供了明證。下圖中,在泡泡中央偏左的地方有顆明亮而熾熱的星球埋藏在藍色的雲氣中,藍色的雲氣是塵埃反射星光的特徵。藉由約為太陽10到20倍強的星風和輻射,對著周圍濃密的分子雲,猛烈地吹出了膨脹氣體的結構。這個有趣的泡泡星雲位於高傲的天后座方向,距離約11000光年處。NGC7635看起來像是一個漂浮在由星球與氣體組成的宇宙海里的氣泡。在這張廣角的視野里,氣泡星雲位於仙后座方向距離我們約11000光年遠處的一個巨大的灼熱震波氣體中心。在氣泡邊界內部可以看到一顆最亮的星,它吹出的恆星風壓迫周圍的氣體,形成星際氣泡,這才是NGC 7635 真正的產生原因。氣泡的擴張會受到周圍物質的限制。假設太陽位於在直徑為10光年的氣泡星雲中心,連離太陽最近的恆星也會被包含進去。這張驚人的照片是由一個望遠鏡的寬波段顏色濾鏡及一個窄波段濾鏡的影像合成,窄波的濾鏡只能通過激發的氫原子產生的紅光。

上面這張影像中的螺旋星系NGC 7742,看起來很像早餐桌上的荷包蛋,不過它卻遠比荷包蛋要大上許多。正面對著我們的螺旋星系NGC 7742,具有大小約3000光年而形狀和色澤都像蛋黃的核心,周圍環繞著藍色的恆星誕生區,不過它的旋渦臂並不明顯。NGC 7742位在飛馬座內,距離我們有720萬光年遠,被歸類為西佛星系。西佛星系是一種活躍螺旋星系,這種星系的特徵是核心在可見光波段非常明亮。事實上西佛星系在各個電磁波段都非常明亮,而且它的亮度具有數天到數個月的變化周期。天文學家認為像NGC 7742這類星系,它們的核心可能藏著超大質量黑洞。

NGC 891內到底發生什麼事呢?天文學家以往認為這個星系和我們的銀河系在外觀上很相似,只不過NGC 891是側對我們的螺旋星系而已。不過最近拍攝的NGC 891高解析度影像顯示,有些不尋常的塵埃絲帶從星系盤面延伸出相當遠的距離。這些星際塵埃可能是盤面的恆星發生超新星爆炸,才被拋射向銀暈的。因為塵埃是種很脆弱的物質,所以它們從盤面被推送出去後的形狀,可能可以告訴我們許多訊息。不過就如同其它新發現一樣,新現象本身通常很複雜,剛開始時它所產生的疑點常會多過它帶來解答。

年輕的南冕座R星周圍,是個塵霧迷濛的地方。例如照片左上方的塵埃實在很厚重,以至於背景的星光幾乎完全透不過來。而恆星附近的塵埃略薄些,所以我們能看見它們會反射南冕座R星(右上)和南冕座TY星的星光,讓這些星周圍的雲氣像是在流動一般。如果這些恆星的質量再大一些,它們所發出星光的能量就高到可以激發附近的氫氣,讓它發出明亮的紅色輝光。照片中上方的特殊結構是赫比格-哈羅天體,它是正在衝擊周圍的雲氣的恆星噴出物質。南冕座R星的距離大約是500光年,而上面這張影像所涵蓋的天區約有4光年。

熾熱的藍色恆星、發出紅色輝光的氫氣、黝黑且遮光的塵埃雲,散布在南天的天壇座里。照片左方的這些年輕、大質量的恆星,距離我們約4000光年。它們發射出強烈的紫外輻射,逐漸蠶食附近正在形成恆星的分子雲,使氫原子離子化,併產生典型的紅色氫α譜線輝光。在照片右方暗黑的塵埃雲里,可以看到剛誕生的一小團恆星。這張美麗的圖片是藍光、綠光和氫α譜線等波段的合成照片。

圖像中快速擴張的雲氣,為臭蛋星雲中心的恆星敲響了喪鐘。這顆原來很正常的恆星,現在已經用盡了核心的核燃料,核心塌縮成一顆白矮星。在這個過程中所釋放出來的部分能量,造成了恆星氣殼的膨脹,產生了非常上鏡頭的行星狀星雲。擴張的雲氣,以每小時百萬公里的高速衝撞周圍的星際氣體,形成了超音速的震波波前,造成氫氣的遊離並激發氮氣發出藍色的輝光。理論早就預測會有這種震波波前的存在,不過上面這張照片,是第一張這麼清楚顯現這種現象的影像。不過在影像中,厚重雲氣和塵埃遮住了中央垂死的主星,所以現在我們還看不到這顆白矮星。臭蛋星雲又名為葫蘆星雲或OH231.8+4.2,在未來的1000年中,它很可能會發展成對稱的雙瓣形行星狀星雲。臭蛋星雲,位於南天的船尾座內,距離地球有5000光年遠,大小約有1.4光年。

在這張南冕座的壯麗望遠鏡特寫影像里,一團宇宙塵埃雲蜿蜒地擋在眾多恆星的前方。影像中塵埃雲的長度大約是8光年,與我們的距離可能少於500光年,它很有效率地遮擋了後方來自銀河系背景恆星的星光。塵埃雲的左下端有一群美麗的藍色星雲,它們的編號分別是NGC 6726、6727和6729。它們藍色的色澤,是因為內部塵埃反射前方熾熱恆星的星光所致。這群藍色星雲附近有道有趣的黃色光弧,它標示出年輕變星南冕座R所在的位置。除此之外,宏偉球狀星團NGC 6723位於影像的左下角。 雖然NGC 6723緊貼著南冕座的邊緣,位在半人馬座內,不過它離我們將近有三萬光年遠,比南冕座塵埃雲要遠得多。

行星狀星雲如何獲得它們優美的幾何形狀呢?為了找出答案,天文學家使用哈勃太空望遠鏡去拍攝數個年輕的行星狀星雲。這些星雲是類似我們太陽的恆星,在不久之前才拋入太空的外層氣殼。殘留下來的星核,會慢慢冷卻成為白矮星。這張在氫α紅光波段所拍攝的照片里,可以看到命名為PKS285-02的年輕星雲,它四周包著年齡只有數千年,而且形狀非常特殊擴張氣殼。一般認為,組成人類的大部分碳元素,大多是由紅巨星所產生的,並以類似PKS285-02的行星狀星雲過程,散布到宇宙間。這個星雲複雜的形狀,讓很一些天文學家猜測在這顆恆星演化的末期,它所噴出的物質流流速可能很高而且很細直,所以才會產生形狀這麼特殊的星雲。分享:


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