金星凌日、哈勃“气泡”、“天空之眼”、创造之柱... 最具标志性的天文图像,你喜欢哪一幕

2021/8/6 8:17:53 来源:新浪科技 作者:叶倾城 责编:骑士

北京时间 8 月 6 日消息,这些令人难以置信的太空图像是采用先进摄影技术拍摄的,除了带给人们视觉冲击,还揭晓了部分宇宙谜团。

1、金星凌日

在这张由多个延时照片合成的图像中,可以看到金星在太阳表面前方运行,该照片不仅令人印象深刻,而且图像中所呈现的“金星凌日”现象也非常罕见,预计下一次金星凌日将在 2117 年出现。

这张由太阳动力学观测台(SDO)拍摄的特写图像呈现了太阳表面细节状况,金星的背阳面呈现为一个小黑盘,与明亮庞大的太阳形成鲜明对比,产生一种奇妙的视觉冲击。制作该延时照片的仪器是“大气成像组件(AIA)”,它可以观察紫外线范围内的波长,这张特殊图像展示了波长为 171 埃的太阳耀斑惊人细节。

此次金星凌日整个过程持续了 6 小时 40 分钟,整个过程都被图像拍摄下来,科学家们选择了 15 张定时拍摄照片,并将它们组合起来绘制出凌日路线。

2、与冥王星“亲密接触”

该照片是 2015 年 7 月 14 日拍摄的,当时美国宇航局“新视野号”探测器距离冥王星表面 12500 公里,这是新视野号与冥王星最近距离的亲密接触,拍摄到冥王星表面高清图像。

新视野号探测器将全面细致地研究冥王星表面,包括绘制冥王星表面地图,测量其温度,寻找任何活性迹象或者其他显著特征。该图像由拉尔夫-多光谱可见光成像相机拍摄的可见光和红外图像组成,呈现了 1800 公里直径范围地形的详细视图。

冥王星表面的岩石景观与地球相似,该图像中可看到的山脉高度达到 3500 米,仔细观察照片中苍白地形区域,甲烷冰增加了冥王星的蛇皮状表面结构,这片被甲烷冰覆盖的大平原被称为斯普特尼克平原。

3、彩色星团

在某个区域观察 10 万颗恒星并不常见,但在这张由哈勃太空望远镜 3 号广角相机拍摄的图像中,恒星聚集在一起,形成一个引人注目的红色、橙色和蓝色的全景组合。图中是半人马星座欧米茄星团的一部分,其中包含 1000 万颗恒星,其形成年代可追溯至 100 亿至 120 亿年前,距离地球大约 16000 光年。

形成这幅繁忙恒星景象的关键是 3 号广角相机具备同时分析大范围波长的能力,从紫外线至近红外线,将三个滤镜组合在一起,生成这幅合成图像。其中两个滤镜检测的是紫外波长 F225W 和 F336W,第三个滤镜检测的是红外波长 F814W,每张单色图像在合并成一个镜头前都被赋予了不同色调,蓝色和绿色是紫外线滤光片的结果,而红色调是红外滤光片的结果。

颜色的多样性表示了恒星生命周期的不同阶段:黄白色代表恒星处于氢聚变阶段,当前太阳正处于该阶段;橙色代表更老的恒星,其温度较低,体积较大;红色代表红巨星;蓝色是接近生命尽头的恒星,因为它们的氢耗尽了,而它们正在发生氦聚变,以紫外线波长形式释放大部分光。一些恒星看上去似乎是相互接触的,尽管任意两颗恒星之间的距离大约 0.3 光年,如果地球位于该星团之中,我们的夜空将会明亮 100 倍。

4、哈勃中的“气泡”

该照片拍摄于 2016 年,这是哈勃太空望远镜首次以“彩色气球”细节呈现一个完整星云。一颗明亮恒星位于泡沫星云之中,位于照片中心偏左侧,泡沫星云形成一个巨大的球状结构。该恒星质量是太阳的 10-20 倍,将其周围的太空尘埃吹向外侧,这个泡沫星云被辐射加热,最终产生了这个对比色鲜明的球状结构。

该照片是由哈勃太空望远镜 3 号广角相机拍摄的,不同的可见光滤波器将与不同元素相关的特定波长隔离开来,O III 滤波器,用于捕捉氧气;H-alpha 滤波器能显示氢气被释放的区域;N II 滤波器能显示氮气所在区域。这些滤波器有助于分析星云,并让天文学家更好地了解这些星云中的动态变化,三种滤波器形成的图像分别用不同颜色编码(蓝色代表氧、绿色代表氢、红色代表氮),然后组成这张合成图像。

5、“天空之眼”

当星系发生碰撞时,有时会合并形成一颗超星系,图中这两个星系就是这种情况,它们结合在一起,在天空中形成一双眼睛的结构。NGC 2207 和 IC 2163 星系碰撞结合已有大约 4000 万年,当巨大引力作用于星系内部的恒星系统时,这两只“星系眼睛”会相互争斗,未来终将合并成一只“大眼睛”。

照片中的红色部分和绿色部分看起来像一个面具,就像科幻电影中的某个超级大反派,但事实上这个配色方案是两个望远镜拍照的效果。美国宇航局斯皮策太空望远镜提供的红外数据构成了大部分红色,而哈勃太空望远镜的可见光数据拍摄到蓝色和绿色部分,该图像红外部分向天文学家展示了热尘埃的存在,热尘埃能够孕育恒星和行星。哈勃太空望远镜拍摄的星系中心区域突出了明亮星光,图像对比也揭示了尘埃中新生星团,科学家发现这些新生星团是星系碰撞合并时形成的。

6、闪烁发光的星系

梅西耶 51,也被称为漩涡星系,在太空中形成一个壮观美丽的螺旋结构,作为一个形状与银河系相似的星系,它将帮助我们深入了解银河系家园是如何形成的。该照片紫色部分是美国宇航局钱德拉 X 射线天文台拍摄的图像,红色和蓝色部分是哈勃太空望远镜拍摄的光学图像,从而形成了这个壮观美丽的漩涡结构。

钱德拉 X 射线天文台用 250 多个小时观察该区域,发现 500 个 X 射线源,天文学家认为,代表这些 X 射线源的大部分紫色光线来自于高密度中子星系统。

7、“草帽星系”

这个太空中扁平的盘状结构是草帽星系,目前科学家观测到它的详细结构,但并未完全理解其构成状况。

就像陷入深渊里的飞盘,该图像中的星系看上去稀薄脆弱,然而它的质量却是太阳的 8000 亿倍,是迄今天文学家观测的最大星系之一,草帽星系中心存在着一个被 2000 个球状星团包围的大质量黑洞,相比之下,银河系中心仅有 200 个球状星团。

据悉,这个复杂草帽状结构是哈勃太空望远镜通过 6 次拍摄拼凑而成的,这是在可见光下拍摄到迄今最详细的草帽星系,草帽星系正式名称是“梅西耶 104”。

8、创造之柱

它犹如一座“空中城堡”,图中密集星际气体和尘埃是孕育新生恒星的温床,这是哈勃太空望远镜拍摄的,显示了距离地球 6500 光年的太空物质,高耸的垂直线形成于鹰状星云,是由附近恒星的恒星风形成的。

该照片的制作并不像选择一个恰到好处的时机进行抓拍那么简单,1995 年,天文学家杰夫・赫斯特和保罗・斯考恩将来自 4 个不同相机的 32 张独立图像巧妙地合成了这幅原始图像,这 4 个相机是哈勃太空望远镜 2 号广域相机(WFPC2)的一部分,WFPC2 相当于一架大钢琴大小,每个摄像头都使用了 4 个滤镜,从“创造之柱”的不同部分分别拍摄了两张照片。

2015 年,研究人员重新审视了原始图像,使用技术更新的哈勃太空望远镜 3 广域相机进行成像,呈现出清晰的发光氧、氢和硫,利用红外波长能够在密集气体和尘埃中传播更远的特征,天文学家能够更详细地观察该星云。

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关键词:天文图像恒星星系

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