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宇宙之精彩天体二十三
(科普2013-06-28 11:04:35)


在这张由钱卓拉观测站所拍摄的假色X射线波段影像中,椭圆星系NGC 720包裹在一团会发出X射线辉光的云气里。这团云气的温度高达摄氏700万度,所以光靠着NGC 720可见恒星所发出的重力,无法把这团炽热的云气局限在NGC 720里。因此,这种X射线云气被认为是NGC 720有暗物质存在的确切证据。就是这些不可见的暗物质以及它们所发出的额外重力,使得云气无法逃出星系。由于钱卓拉观测站具有非常清晰的视力,它可以分辨点状的X射线源和弥漫的X射线云气。因此,天文学家就可以从X射线云气的详细形状,回推NGC 720内暗物质的可能分布,同时也可以测试暗物质最基本的性质。根据现在的了解,不管这些神秘的暗物质到底是什么,它么是宇宙中最常见的物质。星系NGC 720位在鲸鱼座内,距离我们约有8000万光年。


如果我们的银河系离我们5000万光年远,而且盘面和我们的视线有个很小的倾角,它看起来会很像巨大的螺旋星系NGC 7331。为什么这张由史匹哲太空望远镜所拍摄的NGC 7331假色红色外影像很有趣呢?部分的原因是因为这个星系可能和我们的银河系很相似。影像中,较年老且较低温恒星大部分位在星系的中央突起的核心,它们所发出来的星光是用蓝色来表现。史匹哲望远镜的数据也指出,NGC 7331的核心藏着一颗黑洞,这颗黑洞的大小和我们银河系核心的黑洞差不多。NGC 7331尘埃中复杂分子所发出的辐射,是以红色和棕色来代来,它们同时也显现出星系旋涡臂恒星形成区的所在。这个星系漩涡臂的延伸范围大约有10万光年,大致和我们银河系的大小差不多。很有趣的是,NGC 7331另外还有个恒星形成环,它以黄色显示,离星系核心约有二万光年。现在还不知道我们银河系内是否有这种结构。






由星风所吹出的这幅引人的魅影,编号为NGC 7635,但它有更容易了解的简单名字“泡泡星云”。天文学家的这幅影像是利用氢原子的阿尔法线滤镜,加上颜色来显示这颗宇宙中的泡泡和周围环境复杂又精细的结构。虽然泡泡看起来很脆弱,但直径10光年的大泡泡却为狂暴的形成过程提供了明证。下图中,在泡泡中央偏左的地方有颗明亮而炽热的星球埋藏在蓝色的云气中,蓝色的云气是尘埃反射星光的特征。借由约为太阳10到20倍强的星风和辐射,对着周围浓密的分子云,猛烈地吹出了膨胀气体的结构。这个有趣的泡泡星云位于高傲的天后座方向,距离约11000光年处。NGC7635看起来像是一个漂浮在由星球与气体组成的宇宙海里的气泡。在这张广角的视野里,气泡星云位于仙后座方向距离我们约11000光年远处的一个巨大的灼热震波气体中心。在气泡边界内部可以看到一颗最亮的星,它吹出的恒星风压迫周围的气体,形成星际气泡,这才是NGC 7635 真正的产生原因。气泡的扩张会受到周围物质的限制。假设太阳位于在直径为10光年的气泡星云中心,连离太阳最近的恒星也会被包含进去。这张惊人的照片是由一个望远镜的宽波段颜色滤镜及一个窄波段滤镜的影像合成,窄波的滤镜只能通过激发的氢原子产生的红光。


上面这张影像中的螺旋星系NGC 7742,看起来很像早餐桌上的荷包蛋,不过它却远比荷包蛋要大上许多。正面对着我们的螺旋星系NGC 7742,具有大小约3000光年而形状和色泽都像蛋黄的核心,周围环绕着蓝色的恒星诞生区,不过它的旋涡臂并不明显。NGC 7742位在飞马座内,距离我们有720万光年远,被归类为西佛星系。西佛星系是一种活跃螺旋星系,这种星系的特征是核心在可见光波段非常明亮。事实上西佛星系在各个电磁波段都非常明亮,而且它的亮度具有数天到数个月的变化周期。天文学家认为像NGC 7742这类星系,它们的核心可能藏着超大质量黑洞。

 

NGC 891内到底发生什么事呢?天文学家以往认为这个星系和我们的银河系在外观上很相似,只不过NGC 891是侧对我们的螺旋星系而已。不过最近拍摄的NGC 891高分辨率影像显示,有些不寻常的尘埃丝带从星系盘面延伸出相当远的距离。这些星际尘埃可能是盘面的恒星发生超新星爆炸,才被拋射向银晕的。因为尘埃是种很脆弱的物质,所以它们从盘面被推送出去后的形状,可能可以告诉我们许多讯息。不过就如同其它新发现一样,新现象本身通常很复杂,刚开始时它所产生的疑点常会多过它带来解答。

 


年轻的南冕座R星周围,是个尘雾迷蒙的地方。例如照片左上方的尘埃实在很厚重,以至于背景的星光几乎完全透不过来。而恒星附近的尘埃略薄些,所以我们能看见它们会反射南冕座R星(右上)和南冕座TY星的星光,让这些星周围的云气像是在流动一般。如果这些恒星的质量再大一些,它们所发出星光的能量就高到可以激发附近的氢气,让它发出明亮的红色辉光。照片中上方的特殊结构是赫比格-哈罗天体,它是正在冲击周围的云气的恒星喷出物质。南冕座R星的距离大约是500光年,而上面这张影像所涵盖的天区约有4光年。

炽热的蓝色恒星、发出红色辉光的氢气、黝黑且遮光的尘埃云,散布在南天的天坛座里。照片左方的这些年轻、大质量的恒星,距离我们约4000光年。它们发射出强烈的紫外辐射,逐渐蚕食附近正在形成恒星的分子云,使氢原子离子化,并产生典型的红色氢α谱线辉光。在照片右方暗黑的尘埃云里,可以看到刚诞生的一小团恒星。这张美丽的图片是蓝光、绿光和氢α谱线等波段的合成照片。

 


图像中快速扩张的云气,为臭蛋星云中心的恒星敲响了丧钟。这颗原来很正常的恒星,现在已经用尽了核心的核燃料,核心塌缩成一颗白矮星。在这个过程中所释放出来的部分能量,造成了恒星气壳的膨胀,产生了非常上镜头的行星状星云。扩张的云气,以每小时百万公里的高速冲撞周围的星际气体,形成了超音速的震波波前,造成氢气的游离并激发氮气发出蓝色的辉光。理论早就预测会有这种震波波前的存在,不过上面这张照片,是第一张这么清楚显现这种现象的影像。不过在影像中,厚重云气和尘埃遮住了中央垂死的主星,所以现在我们还看不到这颗白矮星。臭蛋星云又名为葫芦星云或OH231.8+4.2,在未来的1000年中,它很可能会发展成对称的双瓣形行星状星云。臭蛋星云,位于南天的船尾座内,距离地球有5000光年远,大小约有1.4光年。

在这张南冕座的壮丽望远镜特写影像里,一团宇宙尘埃云蜿蜒地挡在众多恒星的前方。影像中尘埃云的长度大约是8光年,与我们的距离可能少于500光年,它很有效率地遮挡了后方来自银河系背景恒星的星光。尘埃云的左下端有一群美丽的蓝色星云,它们的编号分别是NGC 6726、6727和6729。它们蓝色的色泽,是因为内部尘埃反射前方炽热恒星的星光所致。这群蓝色星云附近有道有趣的黄色光弧,它标示出年轻变星南冕座R所在的位置。除此之外,宏伟球状星团NGC 6723位于影像的左下角。 虽然NGC 6723紧贴着南冕座的边缘,位在半人马座内,不过它离我们将近有三万光年远,比南冕座尘埃云要远得多。

 


行星状星云如何获得它们优美的几何形状呢?为了找出答案,天文学家使用哈勃太空望远镜去拍摄数个年轻的行星状星云。这些星云是类似我们太阳的恒星,在不久之前才拋入太空的外层气壳。残留下来的星核,会慢慢冷却成为白矮星。这张在氢α红光波段所拍摄的照片里,可以看到命名为PKS285-02的年轻星云,它四周包着年龄只有数千年,而且形状非常特殊扩张气壳。一般认为,组成人类的大部分碳元素,大多是由红巨星所产生的,并以类似PKS285-02的行星状星云过程,散布到宇宙间。这个星云复杂的形状,让很一些天文学家猜测在这颗恒星演化的末期,它所喷出的物质流流速可能很高而且很细直,所以才会产生形状这么特殊的星云。

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