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宇宙之精彩天体二十五

文章发布时间:2015/5/26 19:21:59



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(科普2013-06-28 12:22:19)

宇宙之精彩天体二十五

宇宙之精彩天体二十五
1987年2月,地球上现代史上所发现的最亮的超新星爆发了。这张照片是取自于哈勃太空望远镜,在2003年11月所拍摄的,距离爆炸已经16年。这张照片说明,爆炸产生的震波,不断地冲击已形成的环状物质(大约一光年宽),刚形成中心的超新星遗骸持续地扩张。在90年代,因为物质受到强烈震波加热到几十万度,产生红色的热点,就像是项链上的珍珠,之后天文学家透过不同波段来研究。超新星SN1987A位于大麦哲星云,它是一个邻近的星系,距离我们 17万光年。那说明一个事实:约20倍太阳质量的星球爆炸而且中心塌缩,发生在1987年2月之前170,000年。天文学家观察着SN 1987A,那巨大爆炸所产生的残渣,如何追上以前所喷出的物质。由哈勃太空望远镜分别在1994(左)与1997(右)所拍的上面两张影像中,明显地展示这样的一个撞击结果。在这一段期间内,可以很明显地看到中央的恒星残渣变大了。右图中,在环上的黄点正展现出,一个向外移动的巨大冲击波正撞击着一个早已存在的环。那个环的宽度大约有一光年。这个撞击的速度大约是每小时6000万公里,它会加热环上的物质并产生光晕。天文学家相信这样的撞击可以告诉我们SN 1987A的过去,以及提供那个神秘环的线索。

 

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超新星是一种剧烈的恒星爆炸现象,它除了会摧毁恒星,同时也会把恒星内的元素散布出去,成为组成行星和人类的原料。不过天文学家对超新星爆炸过程的了解,并不是很完整,所以在过去,无人能够精确预报超新星的出现,而Sher 25可能是创记录的第一颗呢。下面影像中箭头所指的蓝超巨星叫Sher 25,它正好位于NGC 3603这个星团和发射星云的外面。 Sher 25身在一个沙漏状星云的中心,在人类目睹的最近一个超新星SN1987a的周围,也有一个形状很类似的星云。SN1987a周围的沙漏状星云,是在蓝超巨星发生爆炸之前就已经形成,所以Sher 25周围的双瓣环,可能是它即将发生超新星爆炸的一种征兆。如果这种想法是对的,那幺可能在数千年内,Sher 25就会演出它壮丽的谢幕仪式。

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有时候意料之外的事物之形状,可能是挺熟稔的。在这张照片的中右方,看起来形状很熟悉的泪珠状物体,其实是一个位置很尴尬的气体和尘埃盘。这颗泪珠的大小和我们的太阳系差不多,而且它正在与时间进行竞赛,企图凝结并形成行星。它的位置很不凑巧,刚好在四合星的附近,因为附近有数颗巨大的恒星,这些亮星发射出非常高能量的辐射,能够轻易地把这个行星盘里的气体和尘埃剥离。因此,和木星相类的行星,大概不可能会在这种严酷的环境中形成,但是我们还不能确定与地球类似的行星,是否能形成且存活下来。

 

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在这张暗淡超新星遗骸Simeis 147的清晰细致影像中,眼睛很容易就会迷失在错综复杂的丝状物里。位于金牛座内的这个恒星残骸云气,距离我们约有3000光年,涵盖的了3度的天区,相当于六个满月或是150光年宽的范围。在2001年12月到2002年1月期间的三个夜晚,天文学家利用8小时长的曝光时间来形成上面这张影像。他用了一部天文CCD相机、望远镜头和特别设计的转接头,成功地拍摄出这张广角的数字影像。摄影期间,镜头前方接了一个窄波段的H-alpha滤光片,所以只有来自扩张云气复合氢原子所发出的光,才能透过这片滤镜,并突显出受震而发出辉光云气所在的区域。这个超新星遗骸的目视年龄大约是十万年,也就是说,来自这颗爆炸恒星的光是在十万年前传到地球。不过,这团扩张的云气并不是这颗大质量恒星爆炸后的唯一遗产,它也留下了一颗快速旋转的中子星,是致密恒星核心所留存下来的残骸。


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心宿增四周围的云气有多彩且鲜明之色泽,它们是许多天文过程的自然产物。举例来说,对心宿增四星及邻近恒星所发出的星光,蓝色区域是因为这部分云气对蓝光的反射要比红光的效率高,所以呈现蓝色的色泽。地球的蓝天,也是起源于同一原因。星云会出现红色和黄色的区域,则是来自这部分云气中的原子和分子所辐射的光。来自邻近恒星的星光,尤其在这个例子中的亮星心宿二,会把电子从云气分子和原子中打出来,而电子复合时就会辐射辉光。星云暗色的区域是由尘埃微粒所造成的,它们合成于年轻恒星的大气中,对遮挡后方的星光效率很高。心宿增四星周的云气远比影像左下端的球状星团M4要来得近。星云所发出的光超过人类视觉可见的范围。实际上它的辐射横跨每一个电磁波段,从电波一直到伽玛射线。

 

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上图中四个呈蓝色的影像,都是同一物体,重力透镜效应使得前景的红色椭圆星系,将它后方的类星体形成一苜蓿叶状的四重影像,这个椭圆星系就位于图的中央部份。来自类星体的光被大质量星系重力吸引,使得类星体的每个影像都经历了不同的路径。光子花费了数十亿年的时间,才从类星体那儿到我们这里,光子在不同的路径上将花费不同的时间,每一个类星体的影像彼此间将出现时间延迟的现象,延迟的时间将达数天之久。既然时间的延迟是受到宇宙膨胀速率的影响,那么分析这影像将有助于我们获得哈勃常数,哈勃常数的大小关系着宇宙膨胀。影像是由最近完成测试的Subaru望远镜所拍摄的,这幅著名的可见光多重影像可能是目前所拍到最清楚的一张。

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天鹅座TT型星是一颗温度不高的红巨星。这张天鹅座TT型星的假色图,是由毫米电波望远镜 的数组拍摄的,图中的影像是由一氧化碳 (CO)分子所发出的无线电波,由图可看出一氧化碳环绕着天鹅座TT型星。图中间的一氧化碳发射源,是红巨星于数百年内吹出来的。而外围薄环的半径大约有1/4光年,实际上它是一层向外膨胀的气体,大约是6000年前开始膨胀的。像天鹅座TT型星的这类星球,它们含碳的比例比一般恒星还要高,这就是为何称呼它们为碳星的原因。碳可能是来自于恒星内部氦融合后的产物。碳星会以恒星风的方式,拋掉相当多的重量,这些重量占了恒星总重量相当大的比例。吹出的恒星风变成星际气体,而未来新诞生的恒星将由这些星际气体所组成。天鹅座TT型星距离我们约1500光年,它位于天鹅座中。


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这团正在分娩的尘埃和气体云气,将来会产生三个大质量恒星,不过在这幅史匹哲太空望远镜影像里,它们的存在已经在假色影像中清楚显现出来。因为这张影像是在具有高穿透性的红外光波段拍摄的,主角是编号为Sharpless 140的发射星云,它位于仙女座内,距离我们约有3000光年远。这些年轻恒星在尘埃的遮掩下,通常在可见光波段是无法看见的。在这个区域炽热恒星的恒星风和辐射的雕塑之下,影像中优雅弧状结构的大小有数十光年,而且含有结构相当复杂的多环芳香烃碳氢化合物,因此在红外光波段会发出辉光。这张红外光影像记录了宇宙中恒星诞生的征兆,也告诉我们红外光信息的长处。


宇宙之精彩天体二十五
在这张由哈勃太空望远镜所拍摄的红矩形星云影像里,可以看见有趣的X形和阶梯状结构。这个饱含尘埃的云气,原来被发现是个很强烈的红外线辐射源。现在天文学家认为它内部的冰质尘埃微粒和碳氢分子,形成于它中心一颗老化恒星所流出冷物质流之中。不过,它为何看起来像个超大型的X呢?一个可能的解释是,它的中心星是双星系统的成员,而且它们外面环绕着一个浓密的环状尘埃云,使得原来应该是球状的向外物质流,被捏成顶端相接的圆椎状。因为我们的视线正好平视这团环状的尘埃,所以椎状物质流的边缘看起来就像一个X,而阶梯状结构显示向外物质流是时起时歇的。红矩形星云位于奇特的麒麟座内,距离我们约有2300光年远。预计在接下来的数千年内,星云内的冷中心星会演化成一个炽热的白矮星,而它发出的高游离性紫外辐射,也会让星云成为一个很璀璨的行星状星云。在红矩形星云所在的距离,这张哈勃望远镜影像所涵盖的范围大约是三分之一光年。


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天文学家不久之前,在无线电波段拍摄到一根从我们银河盘面伸出,而且正在排放炽热云气的巨大“烟囱”。上面这张影像顶部较黝黑的区域,就是这个被称为是“宇宙烟囱”的特殊天体-W4。加拿大银盘巡天计划研究团队,利用分散在世界各地的数台无线电望远镜,对W4游离云气和它附近的区域,做了很详细的量测。在W4的底部,也就是上面这张照片的中央,有一个编号为OCl 352的年轻疏散星团。天文学家相信,W4超级泡泡是由这个星团的恒星所造成的。不过详尽的细节,仍然有待更进一步的研究。很可能是超新星爆炸或这些恒星的超强恒星风,造成炽热云气向外扩张,而在周围较冷和较致密的星际气体的局限下,扩张气壳被挤压成类似烟囱的形状。W4的大小约为250光年,和我们的距离有6500光年。


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爱笑的人哭起来时,比谁都撕心裂肺一、 我们微笑着说 我们停留在时光的原处 其实早已被洪流无声地卷走 我们一直在寻觅,寻觅,那个我们都有的结局 不是每一次努力都会有收获,但是,每一次收获都必须努力,这是一个不公平的不可逆转的命题。二、 命运撕扯着岁月的年轮,佯装不可一世的成熟。三、 有些人,看清了,也就看轻了。四、 回忆再美好,又怎么样,能重来一次吗?五、 有些话只能说给自己听,



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