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金星凌日、哈勃“氣泡”、“天空之眼”、創造之柱... 最具標誌性的天文影象,你喜歡哪一幕

北京時間 8 月 6 日訊息,這些令人難以置信的太空影象是採用先進攝影技術拍攝的,除了帶給人們視覺衝擊,還揭曉了部分宇宙謎團。

1、金星凌日

在這張由多個延時照片合成的影象中,可以看到金星在太陽表面前方執行,該照片不僅令人印象深刻,而且影象中所呈現的“金星凌日”現象也非常罕見,預計下一次金星凌日將在 2117 年出現。

這張由太陽動力學觀測臺(SDO)拍攝的特寫影象呈現了太陽表面細節狀況,金星的背陽面呈現為一個小黑盤,與明亮龐大的太陽形成鮮明對比,產生一種奇妙的視覺衝擊。製作該延時照片的儀器是“大氣成像元件(AIA)”,它可以觀察紫外線範圍內的波長,這張特殊影象展示了波長為 171 埃的太陽耀斑驚人細節。

此次金星凌日整個過程持續了 6 小時 40 分鐘,整個過程都被影象拍攝下來,科學家們選擇了 15 張定時拍攝照片,並將它們組合起來繪製出凌日路線。

2、與冥王星“親密接觸”

該照片是 2015 年 7 月 14 日拍攝的,當時美國宇航局“新視野號”探測器距離冥王星表面 12500 公里,這是新視野號與冥王星最近距離的親密接觸,拍攝到冥王星表面高清影象。

新視野號探測器將全面細緻地研究冥王星表面,包括繪製冥王星表面地圖,測量其溫度,尋找任何活性跡象或者其他顯著特徵。該影象由拉爾夫-多光譜可見光成像相機拍攝的可見光和紅外影象組成,呈現了 1800 公里直徑範圍地形的詳細檢視。

冥王星表面的岩石景觀與地球相似,該影象中可看到的山脈高度達到 3500 米,仔細觀察照片中蒼白地形區域,甲烷冰增加了冥王星的蛇皮狀表面結構,這片被甲烷冰覆蓋的大平原被稱為斯普特尼克平原。

3、彩色星團

在某個區域觀察 10 萬顆恆星並不常見,但在這張由哈勃太空望遠鏡 3 號廣角相機拍攝的影象中,恆星聚集在一起,形成一個引人注目的紅色、橙色和藍色的全景組合。圖中是半人馬星座歐米茄星團的一部分,其中包含 1000 萬顆恆星,其形成年代可追溯至 100 億至 120 億年前,距離地球大約 16000 光年。

形成這幅繁忙恆星景象的關鍵是 3 號廣角相機具備同時分析大範圍波長的能力,從紫外線至近紅外線,將三個濾鏡組合在一起,生成這幅合成影象。其中兩個濾鏡檢測的是紫外波長 F225W 和 F336W,第三個濾鏡檢測的是紅外波長 F814W,每張單色影象在合併成一個鏡頭前都被賦予了不同色調,藍色和綠色是紫外線濾光片的結果,而紅色調是紅外濾光片的結果。

顏色的多樣性表示了恆星生命週期的不同階段:黃白色代表恆星處於氫聚變階段,當前太陽正處於該階段;橙色代表更老的恆星,其溫度較低,體積較大;紅色代表紅巨星;藍色是接近生命盡頭的恆星,因為它們的氫耗盡了,而它們正在發生氦聚變,以紫外線波長形式釋放大部分光。一些恆星看上去似乎是相互接觸的,儘管任意兩顆恆星之間的距離大約 0.3 光年,如果地球位於該星團之中,我們的夜空將會明亮 100 倍。

4、哈勃中的“氣泡”

該照片拍攝於 2016 年,這是哈勃太空望遠鏡首次以“彩色氣球”細節呈現一個完整星雲。一顆明亮恆星位於泡沫星雲之中,位於照片中心偏左側,泡沫星雲形成一個巨大的球狀結構。該恆星質量是太陽的 10-20 倍,將其周圍的太空塵埃吹向外側,這個泡沫星雲被輻射加熱,最終產生了這個對比色鮮明的球狀結構。

該照片是由哈勃太空望遠鏡 3 號廣角相機拍攝的,不同的可見光濾波器將與不同元素相關的特定波長隔離開來,O III 濾波器,用於捕捉氧氣;H-alpha 濾波器能顯示氫氣被釋放的區域;N II 濾波器能顯示氮氣所在區域。這些濾波器有助於分析星雲,並讓天文學家更好地瞭解這些星雲中的動態變化,三種濾波器形成的影象分別用不同顏色編碼(藍色代表氧、綠色代表氫、紅色代表氮),然後組成這張合成影象。

5、“天空之眼”

當星系發生碰撞時,有時會合並形成一顆超星系,圖中這兩個星系就是這種情況,它們結合在一起,在天空中形成一雙眼睛的結構。NGC 2207 和 IC 2163 星系碰撞結合已有大約 4000 萬年,當巨大引力作用於星系內部的恆星系統時,這兩隻“星系眼睛”會相互爭鬥,未來終將合併成一隻“大眼睛”。

照片中的紅色部分和綠色部分看起來像一個面具,就像科幻電影中的某個超級大反派,但事實上這個配色方案是兩個望遠鏡拍照的效果。美國宇航局斯皮策太空望遠鏡提供的紅外資料構成了大部分紅色,而哈勃太空望遠鏡的可見光資料拍攝到藍色和綠色部分,該影象紅外部分向天文學家展示了熱塵埃的存在,熱塵埃能夠孕育恆星和行星。哈勃太空望遠鏡拍攝的星系中心區域突出了明亮星光,影象對比也揭示了塵埃中新生星團,科學家發現這些新生星團是星系碰撞合併時形成的。

6、閃爍發光的星系

梅西耶 51,也被稱為漩渦星系,在太空中形成一個壯觀美麗的螺旋結構,作為一個形狀與銀河系相似的星系,它將幫助我們深入瞭解銀河系家園是如何形成的。該照片紫色部分是美國宇航局錢德拉 X 射線天文臺拍攝的影象,紅色和藍色部分是哈勃太空望遠鏡拍攝的光學影象,從而形成了這個壯觀美麗的漩渦結構。

錢德拉 X 射線天文臺用 250 多個小時觀察該區域,發現 500 個 X 射線源,天文學家認為,代表這些 X 射線源的大部分紫色光線來自於高密度中子星系統。

7、“草帽星系”

這個太空中扁平的盤狀結構是草帽星系,目前科學家觀測到它的詳細結構,但並未完全理解其構成狀況。

就像陷入深淵裡的飛盤,該影象中的星系看上去稀薄脆弱,然而它的質量卻是太陽的 8000 億倍,是迄今天文學家觀測的最大星系之一,草帽星系中心存在著一個被 2000 個球狀星團包圍的大質量黑洞,相比之下,銀河系中心僅有 200 個球狀星團。

據悉,這個複雜草帽狀結構是哈勃太空望遠鏡通過 6 次拍攝拼湊而成的,這是在可見光下拍攝到迄今最詳細的草帽星系,草帽星系正式名稱是“梅西耶 104”。

8、創造之柱

它猶如一座“空中城堡”,圖中密集星際氣體和塵埃是孕育新生恆星的溫床,這是哈勃太空望遠鏡拍攝的,顯示了距離地球 6500 光年的太空物質,高聳的垂直線形成於鷹狀星雲,是由附近恆星的恆星風形成的。

該照片的製作並不像選擇一個恰到好處的時機進行抓拍那麼簡單,1995 年,天文學家傑夫・赫斯特和保羅・斯考恩將來自 4 個不同相機的 32 張獨立影象巧妙地合成了這幅原始影象,這 4 個相機是哈勃太空望遠鏡 2 號廣域相機(WFPC2)的一部分,WFPC2 相當於一架大鋼琴大小,每個攝像頭都使用了 4 個濾鏡,從“創造之柱”的不同部分分別拍攝了兩張照片。

2015 年,研究人員重新審視了原始影象,使用技術更新的哈勃太空望遠鏡 3 廣域相機進行成像,呈現出清晰的發光氧、氫和硫,利用紅外波長能夠在密集氣體和塵埃中傳播更遠的特徵,天文學家能夠更詳細地觀察該星雲。