宇宙中的巨变(图)

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【明慧网2003年6月18日】
  • “哈勃”拍摄到“铅笔”星云照片(图)

  • 仙后星座正在诞生超新星(图)

  • 超巨恒星的奇异变化(图)

  • “哈勃”看清濒临死亡的行星状星云(图)

  • “睡美人”旋涡星系(图)

  • 发现最强烈的超新星爆发(图)

  • 惊人壮丽的宇宙风暴(图)

  • 毒狼蛛星云中正濒临死亡的恒星(图)

  • 宇宙中最美丽的天体(图)

  • 天文奇观:巨星大爆发(图)

  • 宇宙中绽放的玫瑰花(图)

  • 黑洞融合迹象壮观动人(图)

  • “哈勃”拍摄到星系死亡之舞(图)

  • “哈勃”拍摄到“铅笔”星云照片(图)

    2003年6月15日


      最近“哈勃”太空望远镜拍摄到一幅“铅笔”星云照片,照片中的“铅笔”星云在正式目录中的编号为NGC 2736。该星云只是船帆星座中一颗超新星爆发后残留的一小部分,船帆星座位于南半球天空。被拍摄天空区域的大小约为0.75光年,而船帆星座中这颗超新星爆发整个残余气团的大小为114光年,离开地球的距离为815光年。

      天文学家认为,这次超新星爆发发生在1.1万年前,这次爆发结束了一颗巨大恒星的“生命”,在这颗超新星的区域留下了一颗脉冲星——快速旋转的中子星。尽管这次灾变已很久远,但是爆发形成的波迄今为止仍在起作用,在向周围空间喷发物质。

      “铅笔”星云中的彩色条纹正是爆发形成的波与星际间气尘团相碰撞的区域,星际间气尘团在一般情况下是看不见的。但是在超新星爆发时星际间气尘团会被加热,至今仍在发射不同波长的辐射。浅蓝色区域对应着较炽热的气体,而浅红色对应比较冷的气体。与许多其他只是反射位于其中心恒星光的星云不同,“铅笔”星云由于炽热气体辐射而自己发光。它的形状也不同寻常:通常在超新星爆发之后残余的星云具有球的形状。

      如果船帆星座中这颗超新星的“年龄”计算正确无误,则在超新星爆发后瞬间喷发飞溅的物质速度达到3500万千米/小时,但是现在此速度已明显变慢:在“铅笔”星云中仅为64.4万千米/小时。

    在这幅照片中还可以看到一颗明亮的恒星,但是它与“铅笔”星云没有任何关系。确实,天文学家目前尚未测量这颗明亮恒星离开“铅笔”星云的距离。


    仙后星座正在诞生超新星(图)

    2003年2月19日


      荷兰天文学家在经过相当长时间观测之后查明,仙后星座(也叫北天星座)中的一颗恒星很快就要发生爆炸。天文学家从1993年起最近的10年里对这颗黄色超巨星——银河中最明亮的恒星之一进行了仔细观测,在2000年曾发现这颗恒星温度突然从7000℃骤降到4000℃,恒星同时向周围空间喷射物质,喷射物质的质量超过地球质量10000倍,这是迄今为止天文学家观察到的最强烈的恒星物质喷发。

      科学家们认为,超新星爆发会在任何时刻发生,而且实际上此爆发很可能已经发生,并且是很久前就已发生:须知仙后星座距离我们地球有10000光年之遥。


    超巨恒星的奇异变化(图)

    2003年4月1日


      麒麟座中编号为V838奇异恒星的照片使天文学家感到十分迷惑不解,这颗恒星在2002年4月至12月期间超过自己本身亮度60万倍,成为我们银河中最明亮的一颗恒星。“哈勃”太空望远镜拍摄的照片表明,该恒星星光是从其周围尘埃气团中反射的,由此形成仿佛一种能从地球上看见的“光回声”,利用望远镜或双筒望远镜即可以观察到。这一光晕在逐渐增大,因为光到达了新物质层,而据推测新物质层大约是在2万光年前开始向恒星周围空间喷溅。恒星本身骤然增大到这种程度,好像它处于我们太阳系中心,其边缘到达了木星轨道。

      最令人惊奇的是,这不是新星或超新星爆发,在新星或超新星爆发时恒星外层会向周围空间喷溅,并显露出它炽热的星核。在膨胀到特别巨大时恒星表面仍然比较冷——总共只有2000℃,即为太阳表面温度低的三分之一。当天文学家看到“哈勃”拍摄的照片时,他们最初不敢相信自己的眼睛,因为任何时候都没有观察到恒星如此急速的变化。天文学家认为,恒星曾将自己大量的物质向周围空间喷溅,然后自己又开始膨胀,周围的尘埃正是喷溅的结果。天文学家已经知道,这颗恒星拥有伴星——另外一颗恒星,但是它的成因目前还不清楚。


    “哈勃”看清濒临死亡的行星状星云(图)

    2003年5月19日


      众所周知,行星状星云与行星没有任何关系,它们名称的获得是由于利用不大的业余望远镜都能看到其具有模糊边界的圆盘,即看上去很像一颗行星,而像“哈勃”这样大倍率望远镜能成功看清行星状星云的细节。

      这里展示的一幅照片是编号为NGC 3132(非正式名称为南环形星云)的典型行星状星云,该照片是“哈勃”太空望远镜拍摄的。NGC 3132位于南半球上空,距离地球约2000光年,按照宇宙标准度量可以说非常近。像所有行星状星云一样,NGC 3132是一颗濒临死亡恒星周围一团正在膨胀的气团,它的横截面积约为0.5光年。

      在NGC 3132中心可以看到两颗恒星,其中一颗恒星非常明亮,而另一颗恒星要暗得多,但正是这颗暗星实际上决定整幅美丽图像。由于这颗恒星的爆炸,其外层向周围空间飞散,而剩余的恒星内部其大小比我们的太阳小一点,但是它的温度却比太阳高得多,它发出的强烈紫外线辐射灿烂地照亮了整个星云。

      一颗年轻明亮的恒星是这颗濒临死亡恒星的近邻,这两颗恒星一起围绕着共同的重心旋转。在照片右边上部还有一颗十分明亮的恒星,但是它与NGC 3132没有任何关系。


    “睡美人”旋涡星系(图)

    2003年5月30日


      这是编号为M64的旋涡星系,但是它拥有更浪漫的名称——“黑眼”和“睡美人”星系。如果仔细观察这幅照片,则照片中的眼睛看上去不复杂,但只是它并非黑眼睛。

      现在该星系正处在非常激烈的新星形成时期,正如天文学家所证实的,“黑眼”星系的明显特征可以在这幅不是非常详细照片上看到:星系外部的恒星和气体在围绕与中心分布物质相反的方向旋转,两者之间的边界看上去像一个明亮的椭圆,在那里有大量新星在诞生。


    发现最强烈的超新星爆发(图)

    2003年4月15日


      世界各国天文学家在继续跟踪观察宇宙中伽马射线的爆发,天文学仍然没有能彻底弄清楚伽马射线爆发的特性,但是其中最可能的一种假设是,伽马射线爆发是由于在巨大恒星坍缩生成黑洞时喷溅能量而发生。

      3月29日,天文学家在整个观察时间里记录到最强烈的伽马射线爆发,生成黑洞的恒星坍缩发生在距离地球20亿光年的地方,这是一次很大的成功,因为天文学家认为,要在接近30亿光年的距离上记录到伽马射线爆发可能性很小。最近这次爆发的强度比原先观察到的所有这类爆发强100倍左右,在爆发开始的几分钟内伽马射线强度一度超过银河中全部恒星的辐射强度,天文学家由此认为,这次伽马射线爆发强度应属于超新星等级。

      HETE-2太空望远镜记录到最初的伽马射线爆发,HETE-2将有关伽马射线爆发的信息发送回地球,地面上各天文台进行了联合观察。两台ROTSE自动望远镜跟踪观察了最完整的爆发,其中一台ROTSE架设在澳大利亚新南威尔士西丁格-斯普林天文台,另一台ROTSE架设在美国得克萨斯州戴维斯堡天文台。

      获得的信息对于天文学家极其重要,因为伽马射线爆发是研究最少的宇宙现象之一,它们常常发生在远离地球的太空,持续时间只有短短的几秒钟,而预言它们的出现几乎不可能。由于拥有能快速转向并对准太空某个区域的自动观察望远镜,使研究伽马射线爆发(不仅仅是伽马射线爆发)变得更为有效。


    惊人壮丽的宇宙风暴(图)

    2003年5月6日


      天文学家说他们观察到惊人壮丽的太空现象,“哈勃”太空望远镜成功拍摄到完全形成的宇宙风暴图像,在涡流气体与辐射相互作用区域产生的风暴看上去很像汹涌的大海(见图片)。

      这幅惊人壮丽太空现象的照片是为庆祝“哈勃”太空望远镜在轨道上运行13年发表的,照片上呈现的是编号为M17恒星形成范围内的一个很小区域。像天鹅星云一样,M17位于离开地球约5500光年的人马星座中。

      图像包容范围约为3光年,这与地球到离开地球最近恒星的距离相当。宇宙风暴的颜色取决于不同的气体,红色表示硫,绿色表示氢气,而蓝色表示氧气。


    毒狼蛛星云中正濒临死亡的恒星(图)

    2003年4月29日


      这是毒狼蛛星云的部分照片(见图片),那里的星际间气体因炽热恒星的辐射而发出不同颜色的彩虹。毒狼蛛星云位于大麦哲伦星云中,离开我们的银河系比较远,它比我们的银河要小。从照片右下方可以清楚地看到明亮的大恒星团,该星团被称为Hodge 301。

      Hodge 301星团中的恒星相对于自己的大小来说比较“年老”,星团中的大量恒星存在仅几百万年,只有少数恒星像太阳一样已存在几十亿年。Hodge 301星团中许多恒星已像超新星那样发生了爆炸,在爆炸时以高速向太空喷溅大量物质,这些喷溅物质压缩星际间气体,结果形成层状和线状结构,它们看上去就像整张照片上呈现的那样。

      天文学家认为,照片上至少有3颗红色超巨星在最近200万~300万年中像超新星一样发生了爆炸,或许,其中某些超巨星已经变成了超新星,但是我们还不清楚这一点,因为它们离开我们地球的距离有16.8万光年之遥,爆炸时发出的光还没有抵达地球。


    宇宙中最美丽的天体(图)

    2003年4月28日


    图1

      行星状星云——恒星灾变残余无疑是宇宙中最美丽的天体,但是它们依然很神秘。虽然许多气体-尘埃星云离开地球比较近并且被我们详细研究过,可是它们仍使天文学家们感到困惑。


    图2

      这里说的首先是少数异常星云,它们非常强烈地被加热,同时它们含有大量离子,即失去一个或几个电子的原子。其辐射强度(或与高能粒子互相碰撞),取决于参与这一过程的原子数量和失去的电子数量。高能“风”“吹散”周围物质中的特殊气泡,其中一些气泡在拍摄的照片中呈现出不同的彩色弧光。


    图3

      但是什么是这种原子激发的起源呢?可能是高能年轻恒星,或是隐藏在星云内部的某个奇异天体。这些奇异天体又如何列入宇宙演变的现代图像中?安装在智利南欧天文台(ESO)的一架巨大望远镜最近对这些奇异星云进行了大量最新观察,设在比利时列日市天体物理和地球物理学研究所一组天文学家查明,4幅麦哲伦云(大麦哲伦云和小麦哲伦云是银何系两个最近的伴星系,离开地球约几万光年)照片中星云高度电离(见图1至图4)。


    图4

      在前3幅星云照片上,比利时天文学家顺利地识别出高能辐射(紫外线等)起源:最强烈加热、最巨大恒星(并且其中几个是双星)。这可能是沃尔夫-拉叶星(WR - Wolf-Rayet stars),其亮度超过太阳亮度100万~1000万倍,但是它们只能燃烧几百万年,而不是几十亿年,就像“已死亡”的黄矮星一样,其质量超过同类恒星质量20倍,表面温度超过9万度。在第4幅星云照片上,比利时天文学家没有成功可信地识别出高能辐射源。


    天文奇观:巨星大爆发(图)

    2003年1月9日


       一颗罕有的名为“Rho Cas”的特超巨星近日经历了一次大规模的爆发。科学家们表示该星爆炸所产生的碎屑足足可以造出1万个地球。

      由于爆发随时会再发生,故“Rho Cas”正成为了天文爱好者和天文学家竞相追逐的目标,他们都想成为这个“天文奇观”的第一个见证人。

      据悉,俄罗斯太阳地球物理学院西伯利亚分院将超新星爆发对附近行星的灾难性影响作了图像资料模拟演示:超新星爆炸后约8分钟,整个星空淹没在巨大而可怕的耀斑之中。接下来,与爆炸发出的使人目眩的光芒一起到来的是看不见的X射线、紫外线和辐射,它们冲破行星的大气保护层,瞬间就会毁灭所有生物。爆炸的辐射能量使大气层和行星表面的温度一下子加热到几千华氏度。海水开始大量蒸发。行星被灼热的气体笼罩。透过浓雾,一只膨胀的球体在闪闪发光,夜色苍穹红里透紫,整个场面十分可怕。


    宇宙中绽放的玫瑰花(图)

    2002年9月23日


      哈勃太空望远镜拍摄到一幅漂亮的星云照片,从中可以看到类似玫瑰花的色彩。该星云编号为N11A,其中心含有的巨大恒星发出的强烈辐射迫使其周围的气体发出荧光。

      N11A星云位于银河系大麦哲伦云中新星激烈形成的区域,这是一个不大的银河系,是我们银河系的一个近邻,在地球南半球上能看见它。N11A星云是该区域中最小的星云,一些年轻巨大的恒星就位于其中。


    黑洞融合迹象壮观动人(图)

    2002年9月4日


      众所周知,在许多星系中心(在我们的银河系中心也是这样)有一些巨大的黑洞。当两个星系碰撞时(这在宇宙中并非罕见),会发生黑洞之间的碰撞。黑洞的融合迹象是非常动人壮观的,例如在编号为NGC326射电星系的照片上成功地记录到了这样的碰撞,天文学家认为,在NGC326中心发生了两个黑洞的融合。他们在这张照片上看到象形字母“X”,它是围绕碰撞黑洞快速旋转气团互相垂直喷射到太空中强大的射电辐射流形成的。

      美国和澳大利亚一组天文学家利用澳大利亚的Australia Telescope National Facility望远镜从事这项研究,他们确定,在两个黑洞融合时会形成一个更巨大的黑洞,并且这更巨大黑洞的中心位于原来两个黑洞连线之外,而它的产生会使其旋转轴发生跳跃式变化。同时,融合黑洞的射电辐射方向也会发生相应的改变,因此形成新旧释放射电辐射流的类似“X”的图形。

      其实具有“X”字母形状射电辐射的星系早已发现(它们约占全部已知星系的7%左右),但是迄今为止谁也没有对它们的成因作出过合理的解释。


    “哈勃”拍摄到星系死亡之舞(图)

    2002年12月18日


      星系死亡之舞这幅照片是“哈勃”太空望远镜将自己的取景器对准巨蛇星座方向之后拍摄到的,这个星团被称作“赛佛特六重奏”,它离开地球约1.9亿光年,顾名思义,在该星团中应该好像有6个星系,但是实际上相互“紧密作用”的只有4个星系。其中心有一个不大的旋涡星系,它面向我们比其余4个“邻居”几乎远5倍,而右边模糊不清的斑不是独立的星系,恒星的长长“尾巴”来自邻近的星系。

      4个星系相互之间如此靠近,引力已经开始使它们的形状发生畸变,致使它们之间的恒星重新分布,这种“跳舞”已经持续了几十亿年之久,不可避免地导致形成一个大星系取代“六重奏”的4个星系,但是这种取代不会马上发生,多半需要经过几十亿年。

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