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宇宙之精彩天体三

2014-06-27  负鹏载舟
(科普2013-06-23 19:03:18)

宇宙之精彩天体三
左边星系为NGC 2207,右边的是IC 2163。图中可以看到NGC 2207的强大引力正在破坏IC 2163的形状。IC 2163没有足够的力量逃离NGC 2207的引力并且注定在未来会经历过更为剧烈的变形。这两个星系可能在10亿年后合并成一个更加巨大的星系。

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雄伟的螺线星系NGC 4414。距离大约60万光年。图像显示出这个星系的中央的区域, 它的大多数螺线是典型的, 包含一些更老的黄红色的巨星。外部的旋臂有年轻的蓝色的恒星和大量的星际尘埃。茸毛状螺旋星系是一种没有鲜明旋涡臂的螺旋星系,这种形态的星系蛮常见的,其中NGC 4414是靠我们最近的一个。这种茸毛状螺旋星系到底藏有多少质量呢?下面这张哈勃太空望远镜的真色照片,就是为了要回答这个问题所拍摄的。通常在螺旋星系边缘的恒星和云气,会以非常高的速度绕中心旋转,而星系需要含有大量不可见的暗物质,才能产生足够的重力来维持这种运动。这张影像是非常上镜头的NGC 4414核心,前景的明亮天体是我们银河系内的恒星。虽然NGC 4414的核心可能只含有极少量的暗物质,不过了解它的质量分布,可以校正星系其余部分的质量,并可以依理类推到其它的茸毛状螺旋星系。除此之外,定出NGC 4414的精确距离,可以帮助天文学家去测量更遥远的宇宙。
这个星系距离我们多远?世界各地的宇宙学家,一直很很努力地想找出来。 螺旋星系 NGC 4414具有许多造父变星,从它们亮度的变化,天文学家得以估算出这些变星的距离。用这种方法去分析许多类似星系的距离,有些天文学家最近宣布他们又改进了他们对宇宙膨胀速率的估计。不过,有关膨胀速率的争论仍然没停止,因为最近又有另一群天文学家,利用一种全新的方法得到这些星系较小的距离,而这也代表所得到的宇宙膨胀速率也就较小。NGC 4414有许多典型螺旋星系的特征,包括浓密的尘埃带、核心的古老红色恒星、和具有许多蓝色年轻亮星的蜿蜒漩涡臂。不过纵然是典型的螺旋星系,有时还是会冒出乎意料的新特点,例如:天文学家最近刚在NGC 4414找到一种不寻常的蓝色变光星体。


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漂亮的仙后座超新星遗迹。星云外部明亮的绿环,直径约10光年由图像左上还喷出大量气体。X光检查显示出喷气富有硅原子和铁原子。明亮的蓝色几乎纯粹由铁气体组成。图象的中心的明亮的来源被假定是在超新星爆发期间产生的一颗中子星。一般中子星都会快速旋转,这颗中子星却是安静的,至少目前还没有观测到它的活动证据。

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距离我们6000光年的RCW 38星团是一个年轻的星团,它包含数千颗形成不到100万年的恒星。星团有5光年的范围,并有弥漫的星云笼罩。


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侧对着我们的螺旋星系NGC 3079位在大熊座内,距离我们只有5000万光年远。这张哈勃望远镜的假色影像,涵盖了星系盘面约有7万光年的区域,其中可清楚看到壮观的尘埃带、蜿蜒的漩涡臂和漩臂上众多的美丽星团。不过,NGC 3079最突出的特点是从它的中央核区喷射出约10000度的高热气体,它的中心内部可能达1000万度的高温。也许在那里发生了超新星爆发或产生了黑洞。伸出的气体巨柱长度约有2000光年。从量测数据研判,气体以每小时6千万公里的高速向外喷流。为什么这个星系会有类似沸腾的特征呢?天文学家怀疑这个超级泡泡,是由大质量恒星的恒星风所吹出来的。如果这种想法是对的话,这些恒星可能是同时诞生的,而这个星系的核心曾经有过爆发式的恒星诞生过程。星系NGC 3079从图像为X光和可见光结合处理而成。

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W49B是超新星爆炸的遗迹,距离约35000光年。一颗巨大的恒星在燃烧了数百万年后坍缩崩溃成了一个黑洞,黑洞在吸进周围气体的同时,还将外层的一些物质,包括铁、镍离子和气体抛射出去。当这些喷气撞击包围恒星的稠密气体时,发出光芒来。这些气体的温度高达1500万度。

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N49B是超新星爆发后的遗迹。这团温度高达数百万度的气体一直膨胀了约1万年的时间。右边图像经过特殊处理,显示了它含有出人意料的镁元素(蓝绿色)。N49B的镁数量估计相当于整个太阳系的质量,而太阳所含的镁仅有0.1%。N49B的全部质量大约是太阳系的1千倍。镁是地球外壳中最丰富的元素之一,占到第8位。我们的身体中也不能缺少镁,它不仅能强壮我们的骨骼,而且在新陈代谢和蛋白质合成方面都有重要作用。

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大质量恒星短暂的一生中,一直很剧烈地燃烧核燃料,在核心极端高温和超高密度的环境里,透过融合的过程,把氢、氦等轻元素结合成碳、氧等较重的元素,而这种过程要到产生了铁才会停下来。接下来,超新星爆炸就是这种恒星无法逃避的悲壮结局呢。在爆炸的过程中,含有丰富重元素的恒星碎片被拋到太空,成为未来形成其它恒星、行星甚至人类的成分!在下面这张由钱卓拉观测站所拍摄的假色X射线影像里,就呈现了一个直径约有36光年,而且不停扩张的炽热爆炸遗骸。这个位于南天半人马座里的年轻超新星遗骸,正式的编号是G292.0+1.8,它是大约1600年前一颗大质量恒星爆炸后所遗留下来的。影像中,明亮蓝色丝状云气的温度约有数百万度,它们含有极为丰富的氧、氖和镁。钱卓拉影像中心左下方的点状天体,可能是一颗脉冲星,也就是说,这个超新星爆炸事件除了拋出大量的元素外,塌陷的恒星核心也产生了一颗快速自转的中子星。天文学家知道脉冲星是在超新星爆发后形成的,但是爆发前的恒星是什么样子,它们之间的关联如何却还不能认明。现在科学家可以根据这个巨大的,包含有氧、氖、镁、硅和硫等大量元素的快膨胀的气体壳来研究了。天文学家相信富有氧的超新星爆炸由一颗巨大恒星坍缩引起,并最终形成一颗中子星(脉冲星)。在这个过程中,它释放出巨大的能量,抛出上述元素。G292.0+1.8是银河系已知三颗富有氧的超新星遗迹之一,因为氧是生命所需要的重要元素,所以这些超新星受到天文学家的关注。

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N63A是一个超新星遗迹。爆炸使气体被加热到1000万度左右。图像由X光蓝色)、可见光绿色)和电子辐射(红色)合成处理而成。在X光和电子辐射波段,中央区域呈现一个三角形的洞且最为明亮,可能由于那部分的气体相对凉一些。N63A是一个大质量恒星爆炸所留下来的超新星遗骸,在这张多波段假色影像里,它内部到处可见到气壳和气弧。这是爆炸所射出的高速物质结,它们扫起周围的星质介质,把云气加热到使它们发出光来。中心区较明亮,但X射线辐射反而较暗,显然是被扩张碎片云团中向着地球这面较密集且较低温的物质给吸收掉了。N63A在邻近的大麦哲伦星系内,发出辉光区域的范围约有60光年。这张很有趣的组合影像,使用了钱卓拉卫星的X射线影像、哈伯太空望远镜的可见光影像和澳洲密集数组的电波影像。

 

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在名为N132D 的超新星遗迹的这张照片中,形状复杂的发光气体束漂浮在无数的恒星之间。N132D位于邻近星系大麦哲伦星云(LMC)中,该星云是银河系的近邻星系。抛射出的物质显示超新星爆炸发生于大约3000年前。这张照片是用 NASA的哈勃空间望远镜和Chandra X 射线天文台观测到的数据合成的。气体是超新星遗迹(编录为 N132D),大约 3,000 年前发生的一次大质量恒星爆炸将其抛射出来。N132D 的复杂结构是由于爆炸产生扩张的超音速冲击波撞击 LMC的星际气体形成的。哈勃拍摄的照片显示,在遗迹深处有由氢气组成的月牙形粉红发射云和与发光的氧发射区域对应的柔软紫色束状物。这张哈勃照片也显示了LMC中彩色的密集恒星背景。N132D是超新星爆发后留下的气体云,称为超新星遗迹。它距离我们约16万光年。

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