標籤:

宇宙之精彩天體十二

(科普2013-06-25 16:27:27)

通常很暗淡且難以捕捉的水母星雲,這次在這張精彩的廣角望遠鏡影像中現出了芳蹤。在雙子座底部井宿一和銊這兩顆黃色恆星的夾擊之下,水母星雲是影像中右方懸垂著觸鬚的弧狀明亮發射星雲。這頭宇宙水母實際上是泡泡狀超新星遺骸IC 443的一部份,它是距離我們5千光年遠的一團恆星爆炸碎片。除此之外,影像中還可以看見幾乎塞滿影像左上角落的發射星雲IC 444,以及散布在它上面的一些小型藍色反射星雲。和天文水族同類的蟹狀星雲相似,IC 443的內部也有一顆中子星,它是三萬年前一顆大質量恆星爆炸後所留下來的塌縮星核。大約在八千年前,一顆我們星系內的恆星發生爆炸。當時的人們可能注意到這顆超新星爆炸所產生的客星,而現代的人類到現在還可以看見它造成的擴張氣殼。在下面影像中,IC 443的部份氣殼可以清楚看出是由許多複雜的絲狀物所聚成,而且有部分正在衝撞周圍的分子雲。衝擊震波激發了分子氫,使天文學家得以探索高速移動的超新星爆炸雲氣,如何影響分子雲內的恆星誕生活動。除此之外,天文學家推測衝擊震波可能可以把某些粒子加速到接近光速。超新星遺骸IC 443在紅外光和X射線波段,也被證實會發出很強的輻射。這張超新星遺迹IC 443的假色照片里,藍光主要來自受激發的鐵原子,它也標示出擴張氣殼的位置。不過,特別有趣的是IC 443紅色的絲狀物,它是來自受氣殼衝擊的分子雲,因為,分子雲里的氫受到震波的衝擊激發而輻射出紅光。研究受衝擊雲氣所發出來的輝光,天文學家可以獲得超新星的擴張氣殼,如何影響雲氣里恆星誕生的信息。另外,天文學家也宣稱受到震波衝擊的粒子,有些會加速到接近光速。註:照片中的水平線和星雲無關。

為什麼這張星場照片看起來像一張印象派油畫? 這種效果並不是經過數字影像處理的,而是由大量的星際塵埃所造成的。星際塵埃是一種微小的球體,它的大小與香煙的煙霧差不多,而且也蘊藏豐富的碳元素。這些星塵經常是來自於大型年輕恆星的外層大氣。星塵在恆星死亡時被散入太空中,而在撞入星際物質之後漸漸變大。稠密的星塵對可見光而言,是不透明的,因此會完全遮住背後的星星們。較不稠密的星塵,則會反射星光中的藍光,使得周遭的雲氣變藍。典型的輻射星雲所發出的光線中,以紅光最強。紅色的輻射星雲與藍色的反射星雲,往往在星空中彩繪出美麗的圖案。上一張照片是星雲IC 4603中涵蓋一平方度的區域,它是位於心宿二往蛇夫座方向的附近。

鵜鶘星雲中發生了什麼事呢?從年輕亮星所發出的高能量光線漸漸地將鵜鶘星雲的冷氣體加熱成熱氣體,使得冷熱氣體之間,形成一層向前移動的遊離氣體鋒面。大部分的亮星都是位於照片的上方,而也有部分的遊離氣體鋒面橫跨照片的左上角。沿著這些鋒面可以看到由冷而密實的氣體所形成的複雜絲狀結構。數百萬年之後,鵜鶘星雲將不再是今日的鵜鶘般模樣,這些雲氣與恆星將會重新分配取得另一種新的平衡狀態。張照片是由美國亞利桑那州的基特峰國家天文台中4米口徑的馬亞望遠鏡所拍攝的。中下方一個圓形的橙色亮圈,並不是真實的影像。這個又稱為IC 5070的鵜鶘星雲是位於天鵝座方向1800光年遠處,跨幅約有30光年那麼大。鵜鶘(塘鵝)星雲的目錄編號是IC 5070,它和較大且較著名的北美洲星雲的分界,是一個充滿黝黑塵埃的分子雲。因為塘鵝星雲是個活耀恆星誕生區和演化中的氣體雲之混合體,所它常常是天文研究和觀測的焦點。下面這張由兩個不同顏色波段影像所組合成的照片,主要的目的就是要呈現恆星誕生區和星雲之間的交互作用。在照片里,熾熱的氫氣雲發出紅色的輝光,而溫度較低的硫,則發出藍綠色的輝光。來自年輕亮星的星光,正緩慢地讓雲氣升溫,使它們由冰冷的氣體變成熾熱的氣體,而兩者之間的分界常被稱為遊離區的前緣。而在熾熱的遊離區內,仍然可以看到一些殘存的絲狀高密度冷雲氣。受恆星誕生區增大而雲氣的消融的影響,它的外觀正緩慢的改變之中,再經數百萬年之後,塘鵝星雲的外觀應該會有很大的變化,到時候,再稱呼它是塘鵝星雲可能就很牽強了。

這個星雲是怎麼創造出來的? 編目為IC 5146的繭星雲,是個位於天鵝座方向距離我們約 4000光年遠的絕美星雲。在繭裡面包覆的是個新形成的疏散星團。就像其它的恆星育嬰室一樣,繭星雲同時身兼發射星雲、反射星雲與吸收星雲的角色。根據近來的測量所做的推測認為,就在上圖中心的大質量恆星在現有的分子雲上開了一個洞,讓大量的灼熱物質從此通過。這顆形成於約 10萬年前的星星,現在是星雲發射光與反射光的主要能源供應者。

為什麼RJX J185635-375會這麼冷和這麼暗呢?以前,天文學家認為這顆緻密天體的距離只有150光年,被稱為是靠我們最近的中子星。最近新的觀測和分析確認下面圖中的RXJ J185635-375溫度的確很低,同時發現它的距離是450光年。如果以它變成中子星只有一百萬年來衡量,這顆中子星的溫度應比現在高上不少,而且亮度也應該比現在亮上不少。有一學說認為,解開這個謎團的答案是RJX J185635-375實際上不是中子星,而是一顆新種類的緻密天體─夸克星!夸克星是一種非常奇特的天體,它內部的物質,可能已經轉變成一種稱為奇夸克的物質。如果夸克星真得存在,它的體積和密度會介於中子星和黑洞之間,夸克星應該比中子星更緻密,冷卻的速度也快些。有些夸克星可能極端緻密,甚至連光都無法逃脫,只能繞著它打轉。未來的觀測可能可以進一步澄清RJX J185635-375的距離和冷卻問題,同時也能告訴我們夜空中是否真得有這種新天體。

這張燦麗的照片里,可以看見許多恆星、星雲和銀河,它記錄了加那利群島美麗的夜空景象。這張照片是由一群很有經驗的天文攝影家所拍攝,他們大老遠地跑去那裡,主要是為了那裡的天文台和附近絕佳的觀測條件。有經驗的觀星者,很容易就能從這張40度星野的冬季星空照片中,找出許多他最鍾愛的天體。我們銀河系盤面的眾多暗星,組成斜跨照片左方的銀河亮帶。熟悉的星座獵戶座因它光亮星雲突顯出獵人的腰帶和劍,所以也是很容易認出來。獵戶座著名的紅巨星參宿四位在照片的中心,而帶黃色色調的參宿七是獵戶座右下方的亮星。亮白色的天狼星位在照片的下方,它是照片最亮的恆星,也是地球四季星空最亮的星。天狼星是大犬座的成員。越過銀河,位在天狼星左上方的是南河三,它是小犬座最亮的星。右上方V字形的黃色群星是金牛座的一部份,其中最顯眼的是紅巨星畢宿五。

這是兩張劍魚座30號星雲恆星形成區的可見光(上)和紅外光(下)照片,它們是星野完全相同的哈勃太空望遠鏡影像。紅外線照片中編上號碼的箭頭,指向新誕生的大質量恆星,或者指向年輕亮星所形成的緊密星團(箭頭1和5)。在塌縮的氣體和塵埃雲中誕生後,這些熾熱恆星的恆星風與輻射,把造星殘餘下來的物質吹走,讓我們從可見光和紅外光都能看見這些星團。不過箭頭2、3、4所指的新恆星和新恆星系統,仍然包裹在塵埃里,所以只有穿透力較強的紅外線,才比較容易看到它們。更有趣的是箭頭6和7所指向的明亮亮點,它們分布在箭頭5所指明亮星團的兩側,而且三者成一直線。它們也許是星團中某一顆年輕恆星的物質噴流,所導致的現象。這兩個亮點都大約距星團5光年遠,有可能是高能噴流的物質和周圍的塵埃雲相撞後,激發塵埃雲物質所發出的光。這張華麗的哈勃望遠鏡可見光影像,清楚地顯現出劍魚座30號星雲中心,有一個由大質量恆星所組成的年輕星團。劍魚座30的另一個名稱是蜘蛛星雲,它裡頭的氣體和塵埃雲,受到星團熾熱亮星強烈恆星風的吹襲而呈長條狀。這些嵌圖照片是由哈勃的紅外線相機所拍攝的,每一張方形照片的邊長是15.5光年。這些能看穿過塵埃的紅外線影像,清楚顯現出正在塌縮雲氣內部的恆星形成區,以及新誕生的大質量恆星。劍魚座30號星雲位在鄰近的星系大麥哲倫星雲內,和我們的距離只有17萬光年。

這個紅色圓盤上具有一個直徑達十億公里的圓洞,因此人們稱它為麵包圈。如果以太陽為中心,這個圓洞的大小差不多相當於木星的軌道。事實上,這個位於英仙座的麵包圈,是環繞在一顆新誕生的大質量恆星(目錄編號為LkHa101)四周的雲氣。這一張紅外線的照片中,由氣體與塵埃所組成的甜甜圈狀雲氣,看起來是有點傾斜的。這些雲氣的物質,很可能是構成這個遠方的太陽系的主要成分,也許若干億年後這些雲氣會凝聚成行星呢。麵包圈的中心是一顆具有很強紫外光的年輕熱星,但是它所輻射出的紅外線卻比周圍的還暗,所以在這一張圖中看不到它。儘管如此,這顆年輕熱星還是展現示出它的存在;它的恆星風與輻射將周圍的雲氣向外推送,而形成麵包圈中的大洞。這一張首次拍攝到的形成中的恆星系統,是由地球上最大的望遠鏡(直徑十米的凱克望遠鏡),利用干涉測量的觀測技術所得到的影像。

影像中這道優雅的弧狀結構,實際上是個大小為半光年的弓形波,它是由年輕獵戶座LL星恆星風衝撞獵戶座星雲氣流所造成的。獵戶座LL星漂流在獵戶座的恆星育嬰室內,是顆還在誕生階段的變星,它發出比我們中年太陽還要高能量的恆星風。當高速的恆星風衝擊慢速移動的雲氣時,就會產生一道震波前緣,它的特性和船滑過水麵的船首波或以超音速飛行的飛機所造成震波相似。造成慢速雲氣流的是獵戶座中心熾熱的四邊形星群,它位在影像右下角落之外。在三度空間去看獵戶座LL星的弓形震波,它的形狀很像一個碗,從下方往上看時最明亮。獵戶座眾多恆星育嬰室群呈現了無數我們在流體內常看到的各種形狀,而這些形狀都是因為恆星誕生活動所產生的,包括影像右上角一顆暗星周圍的弓形波。下面這張影像是涵蓋著獵戶座大星雲的馬賽克影像的部分,而這幅組合彩色影像是哈勃太空望遠鏡在1995年所拍攝的。

這個在鄰近大麥哲倫星系綻放的美麗星雲,是由一顆表面溫度高達10萬度的大質量恆星的輻射與恆星風所造成的。在這張由歐洲南天天文台南十字望遠鏡所拍攝的組合彩色影像里,可以清楚看到這個星雲的細部結構,在顏色方面,藍色、綠色和紅色分別代表來自氦原子、氧原子和氫原子所發出的輻射。發射星雲通常帶著紅色的色澤,因為它輻射出的光主要來自失掉電子的遊離氫,不過遊離氦代表更高能量的交互作用,而來自遊離氦的輻射很少在這樣星雲中出現。這些絲絲縷縷的氦輻射,讓這個與及其它最近觀測的發射星雲,變得顯著、非常有趣與不尋常。一顆剛在生命初期的大質量恆星是這個星雲的能源,而它的恆星風吹出了一個在影像下方可以清出辨認的宇宙泡泡。這張影像所涵蓋範圍的寬度大約是150光年。

分享:


推薦閱讀:

如果宇宙邊緣的光來到地球,那麼我們可以看見宇宙的形成過程嗎?
宇宙中的岩石是怎樣形成的?
人生真諦---宇宙中的三個真理
看 《地心引力》 里的男宇航員掉到太空中會怎麼樣?
目前宇宙暴脹理論的直接或間接證據有哪些?

TAG:宇宙 |