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金星凌日、哈勃“氣泡”、“天空之眼”、創(chuàng)造之柱... 最具標(biāo)志性的天文圖像,你喜歡哪一幕

2021/8/6 8:17:53 來源:新浪科技 作者:葉傾城 責(zé)編:騎士

北京時(shí)間 8 月 6 日消息,這些令人難以置信的太空圖像是采用先進(jìn)攝影技術(shù)拍攝的,除了帶給人們視覺沖擊,還揭曉了部分宇宙謎團(tuán)。

1、金星凌日

在這張由多個(gè)延時(shí)照片合成的圖像中,可以看到金星在太陽表面前方運(yùn)行,該照片不僅令人印象深刻,而且圖像中所呈現(xiàn)的“金星凌日”現(xiàn)象也非常罕見,預(yù)計(jì)下一次金星凌日將在 2117 年出現(xiàn)。

這張由太陽動(dòng)力學(xué)觀測臺(SDO)拍攝的特寫圖像呈現(xiàn)了太陽表面細(xì)節(jié)狀況,金星的背陽面呈現(xiàn)為一個(gè)小黑盤,與明亮龐大的太陽形成鮮明對比,產(chǎn)生一種奇妙的視覺沖擊。制作該延時(shí)照片的儀器是“大氣成像組件(AIA)”,它可以觀察紫外線范圍內(nèi)的波長,這張?zhí)厥鈭D像展示了波長為 171 埃的太陽耀斑驚人細(xì)節(jié)。

此次金星凌日整個(gè)過程持續(xù)了 6 小時(shí) 40 分鐘,整個(gè)過程都被圖像拍攝下來,科學(xué)家們選擇了 15 張定時(shí)拍攝照片,并將它們組合起來繪制出凌日路線。

2、與冥王星“親密接觸”

該照片是 2015 年 7 月 14 日拍攝的,當(dāng)時(shí)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圖像。

新視野號探測器將全面細(xì)致地研究冥王星表面,包括繪制冥王星表面地圖,測量其溫度,尋找任何活性跡象或者其他顯著特征。該圖像由拉爾夫-多光譜可見光成像相機(jī)拍攝的可見光和紅外圖像組成,呈現(xiàn)了 1800 公里直徑范圍地形的詳細(xì)視圖。

冥王星表面的巖石景觀與地球相似,該圖像中可看到的山脈高度達(dá)到 3500 米,仔細(xì)觀察照片中蒼白地形區(qū)域,甲烷冰增加了冥王星的蛇皮狀表面結(jié)構(gòu),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(tuán)

在某個(gè)區(qū)域觀察 10 萬顆恒星并不常見,但在這張由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 3 號廣角相機(jī)拍攝的圖像中,恒星聚集在一起,形成一個(gè)引人注目的紅色、橙色和藍(lán)色的全景組合。圖中是半人馬星座歐米茄星團(tuán)的一部分,其中包含 1000 萬顆恒星,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。

形成這幅繁忙恒星景象的關(guān)鍵是 3 號廣角相機(jī)具備同時(shí)分析大范圍波長的能力,從紫外線至近紅外線,將三個(gè)濾鏡組合在一起,生成這幅合成圖像。其中兩個(gè)濾鏡檢測的是紫外波長 F225W 和 F336W,第三個(gè)濾鏡檢測的是紅外波長 F814W,每張單色圖像在合并成一個(gè)鏡頭前都被賦予了不同色調(diào),藍(lán)色和綠色是紫外線濾光片的結(jié)果,而紅色調(diào)是紅外濾光片的結(jié)果。

顏色的多樣性表示了恒星生命周期的不同階段:黃白色代表恒星處于氫聚變階段,當(dāng)前太陽正處于該階段;橙色代表更老的恒星,其溫度較低,體積較大;紅色代表紅巨星;藍(lán)色是接近生命盡頭的恒星,因?yàn)樗鼈兊臍浜谋M了,而它們正在發(fā)生氦聚變,以紫外線波長形式釋放大部分光。一些恒星看上去似乎是相互接觸的,盡管任意兩顆恒星之間的距離大約 0.3 光年,如果地球位于該星團(tuán)之中,我們的夜空將會明亮 100 倍。

4、哈勃中的“氣泡”

該照片拍攝于 2016 年,這是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡首次以“彩色氣球”細(xì)節(jié)呈現(xiàn)一個(gè)完整星云。一顆明亮恒星位于泡沫星云之中,位于照片中心偏左側(cè),泡沫星云形成一個(gè)巨大的球狀結(jié)構(gòu)。該恒星質(zhì)量是太陽的 10-20 倍,將其周圍的太空塵埃吹向外側(cè),這個(gè)泡沫星云被輻射加熱,最終產(chǎn)生了這個(gè)對比色鮮明的球狀結(jié)構(gòu)。

該照片是由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 3 號廣角相機(jī)拍攝的,不同的可見光濾波器將與不同元素相關(guān)的特定波長隔離開來,O III 濾波器,用于捕捉氧氣;H-alpha 濾波器能顯示氫氣被釋放的區(qū)域;N II 濾波器能顯示氮?dú)馑趨^(qū)域。這些濾波器有助于分析星云,并讓天文學(xué)家更好地了解這些星云中的動(dòng)態(tài)變化,三種濾波器形成的圖像分別用不同顏色編碼(藍(lán)色代表氧、綠色代表氫、紅色代表氮),然后組成這張合成圖像。

5、“天空之眼”

當(dāng)星系發(fā)生碰撞時(shí),有時(shí)會合并形成一顆超星系,圖中這兩個(gè)星系就是這種情況,它們結(jié)合在一起,在天空中形成一雙眼睛的結(jié)構(gòu)。NGC 2207 和 IC 2163 星系碰撞結(jié)合已有大約 4000 萬年,當(dāng)巨大引力作用于星系內(nèi)部的恒星系統(tǒng)時(shí),這兩只“星系眼睛”會相互爭斗,未來終將合并成一只“大眼睛”。

照片中的紅色部分和綠色部分看起來像一個(gè)面具,就像科幻電影中的某個(gè)超級大反派,但事實(shí)上這個(gè)配色方案是兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡拍照的效果。美國宇航局斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡提供的紅外數(shù)據(jù)構(gòu)成了大部分紅色,而哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的可見光數(shù)據(jù)拍攝到藍(lán)色和綠色部分,該圖像紅外部分向天文學(xué)家展示了熱塵埃的存在,熱塵埃能夠孕育恒星和行星。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的星系中心區(qū)域突出了明亮星光,圖像對比也揭示了塵埃中新生星團(tuán),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些新生星團(tuán)是星系碰撞合并時(shí)形成的。

6、閃爍發(fā)光的星系

梅西耶 51,也被稱為漩渦星系,在太空中形成一個(gè)壯觀美麗的螺旋結(jié)構(gòu),作為一個(gè)形狀與銀河系相似的星系,它將幫助我們深入了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 射線天文臺拍攝的圖像,紅色和藍(lán)色部分是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的光學(xué)圖像,從而形成了這個(gè)壯觀美麗的漩渦結(jié)構(gòu)。

錢德拉 X 射線天文臺用 250 多個(gè)小時(shí)觀察該區(qū)域,發(fā)現(xiàn) 500 個(gè) X 射線源,天文學(xué)家認(rèn)為,代表這些 X 射線源的大部分紫色光線來自于高密度中子星系統(tǒng)。

7、“草帽星系”

這個(gè)太空中扁平的盤狀結(jié)構(gòu)是草帽星系,目前科學(xué)家觀測到它的詳細(xì)結(jié)構(gòu),但并未完全理解其構(gòu)成狀況。

就像陷入深淵里的飛盤,該圖像中的星系看上去稀薄脆弱,然而它的質(zhì)量卻是太陽的 8000 億倍,是迄今天文學(xué)家觀測的最大星系之一,草帽星系中心存在著一個(gè)被 2000 個(gè)球狀星團(tuán)包圍的大質(zhì)量黑洞,相比之下,銀河系中心僅有 200 個(gè)球狀星團(tuán)。

據(jù)悉,這個(gè)復(fù)雜草帽狀結(jié)構(gòu)是哈勃太空望遠(yuǎn)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(xì)的草帽星系,草帽星系正式名稱是“梅西耶 104”。

8、創(chuàng)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恒星的溫床,這是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的,顯示了距離地球 6500 光年的太空物質(zhì),高聳的垂直線形成于鷹狀星云,是由附近恒星的恒星風(fēng)形成的。

該照片的制作并不像選擇一個(gè)恰到好處的時(shí)機(jī)進(jìn)行抓拍那么簡單,1995 年,天文學(xué)家杰夫?赫斯特和保羅?斯考恩將來自 4 個(gè)不同相機(jī)的 32 張獨(dú)立圖像巧妙地合成了這幅原始圖像,這 4 個(gè)相機(jī)是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 2 號廣域相機(jī)(WFPC2)的一部分,WFPC2 相當(dāng)于一架大鋼琴大小,每個(gè)攝像頭都使用了 4 個(gè)濾鏡,從“創(chuàng)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圖像,使用技術(shù)更新的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 3 廣域相機(jī)進(jìn)行成像,呈現(xiàn)出清晰的發(fā)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(yuǎn)的特征,天文學(xué)家能夠更詳細(xì)地觀察該星云。

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