十佳精选 650光年外螺旋星云似宇宙之眼

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近日美国宇航局为庆祝其在轨的斯皮策空间望远镜超期运行1000天而精心挑选出了10张最佳空间红外拍摄图像。斯皮策空间红外望远镜是美国宇航局实施的四大轨道天文台计划之一，其中包括运行于可见光波段的哈勃空间望远镜 ...

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这里所展示的是螺旋星云 2003年8月25日，美国宇航局发射了斯皮策空间望远镜，其目的是透过被厚厚的星际尘埃云的阻隔，窥视星系的核心和宇宙中其它隐秘的区域。这一独特的能力都要归功于其上搭载的三台工作在红外波段的仪器，人类的肉眼无法看到红外波段。当斯皮策空间望远镜发射升空时，美国宇航局为这台价值22亿美元的设备定下的设计寿命是5年。斯皮策空间望远镜在太空中工作时需要使用一种冷却液，以便将其自身的温度降低至接近绝对零度，以最大程度的减少干扰。但是到了2008年，科学家们估算认为其所携带的冷却液行将耗尽。 2009年5月15日，最后一滴冷却液也已耗尽，但是斯皮策空间望远镜上却仍有一台相机可以工作，那就是红外阵列相机。这台设备可以拍摄红外波段图像，包括这张螺旋星云的照片，这一星云位于650光年之外。斯皮策望远镜小组成员，美国哈佛大学的约瑟夫·霍拉（Joseph Hora）表示：“这张图像中所观测到的红外光，基本上是由温暖的尘埃气体发出来的。”他说：“这就是红外线波段观测的优势：平常看上去黑暗一片的尘埃云，在红外波段看到的却是一个位于巨大气壳结构内部的彗星般的结节结构。” 这是斯皮策红外望远镜拍摄的恒星新生区W5，也即著名的“创生之山” 巨大的尘埃云常常让天文学家们无法看清恒星新生区内部的情景，正如这一区域所发生的情况一样。但是斯皮策的红外之眼则可以穿透云雾，看到其内部之前不为人知的结构。随后科学家们利用不同的颜色为不同波段上获取的数据赋予某种颜色，从而得到这样的彩色图像。比如说，蓝色代表活跃的恒星所在的红外波段，红色则代表和有机分子构成的尘埃颗粒有关的红外波段。斯皮策望远镜小组组员，美国哈佛大学的霍华德·史密斯（Howard Smith）表示：“恒星并非全部形成于宇宙诞生之初，它们至今仍在不断的形成。”他说：“有了斯皮策望远镜的帮助，我们便将有能力透过尘埃云观察这一过程。” 这张图像看上去就像是诡异的宇宙龙卷风，但实际上这一物体名叫“赫比格-阿罗49/50”，它是一颗仍处于形成阶段的年轻恒星喷出的高速外向喷流。当这一喷流以每小时36万英里（约合58万公里）的速度和其周遭空间中其它星际物质发生碰撞时，便会形成激波，并在红外波段发出辐射。霍拉表示：“外向喷流是年轻恒星上发生的典型现象。据我们所知，这一喷流结构似乎是和这张照片中我们所见到的这一恒星有关的。”他这样说的原因是科学家们尚无法确定在这张图像中下方那颗拥有蓝色尘埃盘的恒星是否便是这一喷流结构的始作俑者。他说：“这张照片已经接近斯皮策空间红外望远镜观测分辨率的极限，但是如果你是在可见光波段进行观测，那么在这里你将什么也看不到。” 银河系地图这是一张根据斯皮策红外望远镜的数据制作的银河系侧视图像，整个图像被分为数个条带区域，合起来共同呈现出我们所在的星系三分之一的情景。天文学家们希望能在2012年年内发布覆盖整个银河系的图像。霍拉说：“我们已经从恒星分布特征中了解了很多有关银河系结构的信息，在这张图像中，那些暗淡的蓝色光晕便是银河系中的恒星。”他说：“我们可以透过厚厚的尘埃云清楚的看到其背后的情景，对恒星的数量进行精确的计数，观察银盘是如何出现翘曲的，以及银河系中央的棒旋结构。” 猎户座星云当在2009年5月份斯皮策红外望远镜耗尽其冷却剂，史密斯，霍拉和其它科学组成员尝试着找出他们的这台设备究竟还能继续做哪些工作，为此他们进行了一系列的测试。他们选中的第一批测试目标中就包括大名鼎鼎的猎户座星云。他们的测试结果给出了斯皮策红外望远镜的另一项观测技巧，那就是不断对同一区域目标进行重复观测，以便找出其在此期间是否发生了变化。霍拉说：“这是搜寻年轻恒星的好方法，因为它们的光度会在短时间内发生幅度超过30%的变化。”还有其它的意外发现，那就是对系外行星的搜寻。史密斯说：“基本上就是你盯着一颗单个的恒星观察，观察它由于有行星从其面前经过而导致的星光减弱现象。” 穿透云雾在可见光波段，著名的草帽星系看上去就是一个白色的模糊球体，周围被一圈黑边所环绕。然而在这张红外图像中，这个星系熠熠生辉。这张图像是在斯皮策红外望远镜耗尽其冷却剂之前所拍摄的。这是一张合成图像，由一张斯皮策望远镜的图像叠加一张2003年哈勃空间望远镜拍摄的可见光图像而成。霍拉说：“在薄薄的环带中出现额外的粉色物质的原因目前尚不清楚，但我们认为这一星系可能摄取了数量可观的气体物质，或是在过去某一时刻曾经和另一个星系发生过碰撞。” 天鹅座这张天鹅座天区的图像是在2009年斯皮策红外望远镜耗尽其冷却剂之后所拍摄的第一批图像之一。霍拉说：“我们构建了一幅合成图像来确认我们的相机是否按照我们预期的方式工作，这样的结果让我们很清楚的知道我们可以继续进行我们的科学工作。” 三年之后，美国宇航局宣布正在考虑继续为斯皮策项目提供运行资金以便使其一直运行到2015年。漩涡星系这张漩涡星系的4色合成图像是在斯皮策空间红外望远镜耗尽其冷却剂之前所拍摄的。该张图像中包含了由基特峰国家天文台拍摄的可见光波段图像数据，图像显示了两个截然不同的星系正处于合并过程当中。史密斯说：“在可见光波段，这些看起来并不那么明显。但是在红外波段不同，看上去两个星系一个呈现红色，另一个则是蓝色。”史密斯指出，研究星系之间的碰撞现象本身便是斯皮策望远镜的主要科学目标之一。三叶星云另一个在红外波段看上去远比在可见光波段观察更为壮观的是三叶星云。这一区域的恒星新生区一般而言是被黑暗的尘埃和气体带遮蔽的，但是斯皮策望远镜的红外之眼可以穿透这一层屏障。史密斯说：“三叶星云中存在着没有看不到恒星的条带区，它们将星云分成几个不同的区域。但是在红外波段我们可以看到这些条带区发出的辐射特征，这些信息能够帮助我们确定这一区域的物质组成。” 责任编辑：语燃