最美的宇宙

隨著詹姆斯·韋布空間望遠鏡升空

天文學家迎來了一個前所未有的機會

藉助這臺極其先進的新儀器

望向更遠的深空

看見從未被看到過的景色

在韋布空間望遠鏡之前

已經有許多望遠鏡和航天器

向我們直觀展示了宇宙的千姿百態

在這新舊交接之際

讓我們從木星出發

一同欣賞五幅宇宙最美的「風景照」

圖片來源:Enhanced by Gerald Eichstädt and Sean Doran under CC BY-NC-SA based on NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

這張經過增強處理的圖片來自圍繞木星運行的朱諾號任務。原始照片拍攝於2017年10月,當時,航天器距離木星的雲層頂部18906千米。它捕捉到了這顆行星北半球的一個雲系,這也是我們對木星極地(北極)的「第一印象」。

這張圖片不僅美麗,更重要的還有它帶來了巨大的驚喜。它表明,木星上靠近北極的部分看起來與我們之前所見的靠近赤道的部分大相徑庭。通過俯視木星的極點,朱諾號向我們展示了一顆熟悉星球的不同面貌。

圖片來源:G. Li Causi, IAPS/INAF, Italy under CC BY

我們熟悉的「彩虹色」其實只是物理學家所說的電磁波譜的很小一部分。對於天文望遠鏡來說,許多望遠鏡還可以通過可見光之外的「光」獲得獨特的資訊。比如,紅光之外是紅外線,它比可見光攜帶的能量更少。在太空中,紅外線還可以穿透塵埃看向更遠的地方,否則塵埃可能會完全遮蔽我們的視線。

韋布空間望遠鏡是迄今為止發射的最大的紅外空間天文臺,而在它之前,這一頭銜歸屬於赫歇爾空間天文臺。這張圖片就來自赫歇爾對鷹狀星雲(M16)的觀測。

星雲是太空中的氣體雲。差不多在這張圖片的中心位置附近,哈勃望遠鏡曾拍下過一張著名的「特寫」,被稱為創生之柱。那些「柱子」看起來有點像大拇指和食指,向上偏左的方向延伸,深入巨大的分子氣體和塵埃雲的空腔中。在氣體雲深處,新形成的充滿能量的恆星會「吹」出風,創造出了空腔。

圖片來源:Hubble: NASA, ESA, and Q.D. Wang (University of Massachusetts, Amherst); Spitzer: NASA, Jet Propulsion Laboratory, and S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech)

這張照片讓我們將目光投向深空的銀河系中心。它同樣使用到了紅外光,結合了哈勃和斯皮策空間望遠鏡的觀測資料。

圖片右下方的明亮的白色區域正是我們銀河系的中心。還有其他一些星團同樣清晰可見。比如,圖片的左下方是五合星團,它位於一個「氣泡」內,恆星的風已經清除了那裡的氣體和塵埃。而左上方是弓星團,它因上方延伸出的明亮的氣體弧線而得名。這兩個星團包含了一些目前已知的質量最大的恆星。

圖片來源:NASA, ESA, and J. Lotz and the HFF Team (STScI)

在比單個星系大得多的尺度上,宇宙的結構是由暗物質主宰的大尺度纖維狀結構(相連的長條狀「線」)構成的。一些最引人注目的可見天體是星系團,它們在纖維的交匯處形成。

從觀測角度來說,星系團也可以提供一些激動人心的證據,讓我們直觀地感受到被引力扭曲的空間。艾貝爾370是由數百個星系組成的星系團,距離我們大約50億光年。在這張圖中,你可以看到被拉長的光弧。這些是更遙遠的星系被放大和扭曲的圖像。

星團的質量扭曲了時空,讓來自更遙遠的天體的光線發生彎曲,並將天體放大,在某些情況下,甚至可能形成同一個遙遠星系的多個圖像。這種現象被稱為引力透鏡,因為扭曲的時空就像一個光學透鏡。

這些被引力放大的圖像對天文學家來說格外有用,因為放大後的圖像可以顯示出遠處天體的更多細節,而這些細節是其他方式所看不到的。在這種情況下,星系中的恆星群有機會被更詳細地研究。

圖片來源:NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team under CC BY

天文學家將哈勃望遠鏡對準一片看似空無一物的深空,想要發現在可觀測宇宙的邊緣可能會看到哪些極遙遠的天體。

哈勃超深場中,我們看到了來自古老恆星的星光。最古老的恆星和星系的形成開啟了宇宙的再電離時期。當時,宇宙中縹緲的氣體第一次沐浴在星光下,而這些星光能夠從氫中分離出電子。這是整個宇宙的屬性最近一次發生重大轉變。

光攜帶著如此多的資訊

讓我們能夠拼湊出宇宙的歷史

這一事實想想就覺得不可思議

#創作團隊:

原文作者:Carole Haswell(公開大學天天體物理學教授)

二次策劃 & 編譯:Måka

設計:毛尖尖

#參考來源:

https://theconversation.com/five-of-the-most-exciting-telescope-pictures-of-the-universe-169877

#圖片來源:

見圖注

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