令人稱奇的宇宙造星運動及其他

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利維坦按：科學界現在一般認為，宇宙誕生于約138億年前。在宇宙年齡約20億至30億歲時，星系中爆發性地生成恒星，那時候也正是旺盛的造星運動時期，這之后，造星運動便趨于停止，轉而平靜地進化。

得益于現在已有的觀測技術，我們不僅觀察到了距離地球約100億光年那6個正在停止造星的星系，而且還收獲了更多令人感到震撼的宇宙影像。

譯/DANZIG、許雨橋

原文/www.nasa.gov

黑色沙丘

火星普羅克特環形山上波浪狀的黑色沙丘很可能比覆蓋在它們之上的淺色巖石形成更晚。科學家認為它們是在彌漫而有穿透力的風的作用下緩慢轉移的。沙漠表面和火星疾風之間復雜的關系導致了沙丘的隆起。人類首次在普羅克特環形山內看到類似沙丘是在41年前，由“水手9號”飛船發現的。

這幅圖像，是由火星軌道探測飛船上搭載的高分辨率科學實驗照相機（HiRISE）在環繞火星的軌道上拍攝的。

漩渦星系

這幅哈勃太空望遠鏡所拍攝的圖像，展示了綽號為“漩渦星系”的螺旋星系M51生動的一面。通過近紅外光觀察，大部分星光都被移除了，漩渦的塵埃骨架就被揭示了出來。這幅新照片是有關M51密集塵埃的最清晰圖像。哈勃所展示的狹窄的塵埃帶，正說明了這個星系的“漩渦星系”綽號的由來，它們就如同正向星系的核心旋轉。

下圖為螺旋星系M51光學波段的照片：

“輪輻”

科學家第一次通過“旅行者”號太空飛船拍攝的圖像看到這些略顯楔形、由微小顆粒組成的轉瞬即逝的云團，他們將其稱之為“輪輻”。之所以把這些土星B環上小云團稱為“輪輻”，是因為它們看上去很像自行車車輪上的輻條。那些細小的微粒帶有靜電，在地球上這種靜電作用會使你手臂上的汗毛豎起，而在土星環上，這種靜電力則使微小顆粒輕輕漂浮在環平面之上。科學家仍在通過分析NASA卡西尼飛船所拍攝的圖像來研究這些微粒是如何充滿了靜電荷的。

這幅圖像左側的畫面是“旅行者2號”飛船1981年8月2日拍攝的照片，右側是卡西尼飛船2008年11月拍攝的。

昴宿五的反光

在著名的昴宿星團里，星光正緩慢地摧毀這些游蕩的氣體和塵埃的云團。在這幅哈勃太空望遠鏡拍攝的圖片中，昴宿五位于左上方。在過去的10萬年中，部分云團偶然運動到離這顆恒星非常近的地方，只有地-日距離的3500倍。在這么近的距離內，星光自身具有非常顯著的效果。恒星光線的壓力在星云的反射中有效的驅散了塵埃，越小的塵埃被驅散的效果就越強。這種作用的結果使塵埃云團變成了分層的結構，并形成了一個指向昴宿五的尖角。

地球之夜

在地球之上220英里的高空，位于國際空間站上的探險25任務組成員拍攝了這張北部海灣沿岸的夜景照片。在這幅圖中，從西北到東南依次可看到莫比而灣和莫比爾城，新奧爾良和休斯敦。向內陸延伸還能看到20號州際公路連接的杰克遜城，什里夫波特，達拉斯和沃斯堡。在圖的北方（左）是小石城和俄克拉荷馬城。

火星的拉塞爾環形山

這幅最早于2007年8月發布的照片，顯示了位于火星拉塞爾環形山的沙丘原野。這片原野季節性的被二氧化碳干冰所覆蓋。這幅圖像展現了沙丘原野上的干冰從固體蒸發為氣體后的景象，明亮的季節性冰原只殘留下幾小片，我們可以看到沙丘上蜿蜒著無數道沙塵暴留下的黑色痕跡。

宇宙冰雕

在太空的寒冷真空之中，來自大質量恒星的輻射如同光劍一般，切開了冰冷的分子云，創造出奇異夢幻的雕塑。這幅來自哈勃太空望遠鏡的圖像，顯示了位于船底座星云的冰凍成柱狀的氫和塵埃。猛烈的恒星風和強有力的大質量恒星輻射塑造著星云的環境。

這幅船底座星云塵埃柱圖像的合成數據，來自2005年的氫光觀察（由氫原子發出的光線）以及2010年的氧光觀察（氧原子發出的光線），這兩次的觀察都是由哈勃太空望遠鏡進行的。遼闊的船底座星云被估計距南船底星座7500光年。

來自明亮恒星的光將在數百萬年以內驅散這團氣體和塵粒組成的分子云，這些云氣是從船底座星云分離出來的。在近處可以看見新形成的恒星，它們的影像因為藍光被彌漫在四周的塵埃強烈地散射而紅化。該影像涵蓋的范圍約為2光年，是哈勃空間望遠鏡在1999年拍攝的。

年輕的恒星

獵戶座星云是個常有“驚奇事件”發生的地方。在這里，群星誕生。這些炙熱、年輕的恒星，構成了這幅斯皮策太空望遠鏡所攝宇宙圖像中的風景。年輕的恒星看上去忽明忽暗，這是由于恒星表面冷點、熱點的轉換所造成的亮度水平的改變。另外恒星周圍環繞的布滿團塊的行星類物質也能阻擋恒星的光芒。斯皮策鎖定這些年輕的恒星，記錄下它們變化的方式的數據。它們當中最熱的恒星位于獵戶四角恒星簇的區域。

這幅圖片是在2009年5月斯皮策太空望遠鏡的冷卻劑消耗完之后拍攝的，這標志著它的“溫暖”任務開始了。

南方高地上的撞擊坑

這幅來自NASA火星軌道觀察器的圖像，顯示了位于火星南方高地巨大的希臘撞擊盆地北側地表上的一個大撞擊坑。大部分撞擊坑表面呈現出黑色，其上分布著很多小片的風積物質。然而，撞擊坑的底部卻暴露出淺色、斷裂的巖石。

淺色的物質看上去在幾個不同層次上發生了斷裂。這些斷裂被被稱為“關節”，是由于巖石形成后所受到的壓力所致。這些“關節”看上去就像是一般的斷層，但事實上它們有著不可替代的作用。通過仔細分析，“關節”使我們可以觀察到那些作用于巖石上的力量，并以此線索推測這些巖石的地質史。斷裂處為黑色，這可能是由于被風吹來的黑色沙子，或者是由于沿著斷裂處脫離的不同成分礦石，或者這兩種原因都發生了作用。

火星的春天

春天在火星上躍動，覆蓋在北極沙丘上的二氧化碳干冰消失了。在春天，干冰的升華作用（直接從冰化為氣體）引發了獨特的火星現象。

在這幅圖像中，黑色玄武巖沙帶被從冰層下面顯露出來，在季節性冰蓋的頂部形成扇形堆積。這些扇形堆積物相似的方向提示它們是同時形成的，形成之時風向和風速是相同的。它們通常沿著沙丘與坡面間的分界線分布。

衛星歐羅巴

木星的衛星歐羅巴有一層由大冰塊組成硬殼，科學家認為這層硬殼曾經破裂過，并有碎冰漂流到新的位置上，就像圖中左側所示。此圖中顯示的特征是迄今為止最好的地質學證據，它證明了歐羅巴可能在過去很長時間里擁有一片地下海洋。

在這幅顏色有誤的圖像中，淡紅色-棕色的區域表現出地質活動所產生出的非冰物質。白色區域皮威爾撞擊坑形成過程中反射的光線。冰原被顯示為藍色，紋理粗糙的冰為黑藍色，紋理細密的冰為淺藍色。黑暗的長線是山脊和硬殼的裂縫，其中很多長線超過1850英里。這些圖像來自于NASA的伽利略太空飛船，它于1996年9月7日，1996年12月，1997年2月，在距目標417489英里處拍攝的。

心臟星云

心臟星云，正式名稱為IC 1805，在上圖右邊可見，在可見光波段有著讓人聯想到經典心臟符號的形狀。不過上圖是廣域紅外線巡天探測衛星望遠鏡拍的紅外圖像——紅外線能很好地穿透兩個雄偉的恒星形成區中新形成的恒星塑造的巨大復雜宇宙氣泡的內部。對這些在心臟與靈魂星云中發現的恒星和塵埃的研究，已經聚焦于大質量恒星如何形成及如何影響它們的環境。光要經過6000年才能從這些星云到達地球，它們一共寬約300光年。

貓眼

組成這幅貓眼星云圖像的數據來自NASA的兩個偉大的觀察站——錢德拉和哈勃太空望遠鏡。來自錢德拉X射線天文臺的數據揭示了被行星狀星云中數百萬度的氣體組成的云所包繞的明亮的中央恒星，這個行星狀星云被稱為“貓眼”。X射線的輻射強度與橙色的亮度相關。中央恒星的X射線強度以前從未被探測到，這是天文學家首次看到在行星狀星云的中央恒星有如此的輻射。

1999年8月19日，錢德拉作為天文學天文站拍攝了它的第一張圖像。這第一張圖像開啟了科學上的新時代。錢德拉使全球各地的科學家能夠獲得前所未有的來自奇異世界的X射線圖像，這些圖像可以幫助他們理解宇宙的進化。

火星上的分層沉積物

火星的地形被風、水、熔巖流、季節性的積冰和其他力量塑造了數千年。這幅圖景顯示了一個明亮的分層沉積物上的色彩變化，這一地區位于火星水手號峽谷（譯注：水手號峽谷是火星最大的峽谷，也是太陽系最大最長的峽谷。位在塔爾西斯高原東部，長4000公里、最深處7公里，成一個復雜的峽谷系統，是塔爾西斯高原形成時地殼張裂而形成。西起諾克提斯迷宮、東經大片混沌地形再轉北入克里斯平原。而克里斯平原更有數條峽谷“流入”，如卡塞峽谷和戰神峽谷，而各峽谷末端常有淚珠狀“島嶼”——突出的平頂高地，也就是水流侵蝕的地形）內的Juventae洼地附近高地上。棕色的覆蓋物掩蓋了部分明亮沉積物。研究人員發現明亮分層沉積物內包含了乳白色的硅石和含鐵硫酸鹽。

南方烽火輪

M83的綽號是“南方烽火輪”，它正經歷著比我們銀河系快得多的造星運動，特別是在它的核心。寬視野照相機3（WFC3）敏銳的“眼睛”捕捉到了上百個年輕的恒星團，古老擁擠的球形恒星團，以及幾十萬顆單獨的恒星，其中主要是藍色的超巨星和紅色的超巨星。

WFC3的光譜范圍從紫外線到近紅外線，揭示了恒星不同的演化階段，這使天文學家得以剖析星系的恒星形成歷史。

圖像前所未有地詳細揭示了這個著名的“宏偉壯麗”的螺旋星系目前誕生恒星的速度。最新一代恒星主要在暗塵帶-星系旋臂的骨干-邊緣的星團中形成。這些乳臭未干的恒星只有幾百萬年的年齡，它們正從滿是灰塵的繭中噴勃而出，并形成由微紅色炙熱氫氣組成的大氣泡。

幾十萬顆恒星

如同雪球中一個由閃亮碎片組成的漩渦，哈勃望遠鏡捕捉到了精彩一瞬：幾十萬顆恒星在球狀星團M13中運行，M13是北方天空中最亮和最著名的球狀星團之一。這座由群星組成的不夜城位于武仙座中，在冬季的夜空中很容易就可以找到，甚至在漆黑的夜里可以直接用肉眼觀察到。

肉眼就可見的武仙座

M13是超過十萬顆恒星的家園，距我們25000光年。這些恒星非常緊密地簇擁在一個直徑大約150光年的球型空間里，它們在這個星團中旋轉，直至生命耗盡。

在星團的核心區域，恒星的密度是我們太陽系附近的幾百倍。這些恒星太過擁擠，有時發生相互猛烈的撞擊，甚至會形成新的恒星，我們稱之為“藍色游蕩者”。

星團中最明亮的微紅色恒星是遠古的紅巨星。這些古老恒星的直徑較最初擴大了許多倍，并且已經冷卻。藍白色的恒星則是星團中最熱的。我們可以觀測到，球狀星團在銀河系周圍的巨大光暈中廣泛分布。M13就是我們已知的圍繞在銀河系周圍的150個球狀星團之一。

平靜的太陽

即便是平靜的太陽也能成為一個忙碌的地方。經過前幾年的太陽活動極小期，我們的太陽異常平靜。上面圖像用單色光名為氫α拍攝，進行了假彩色處理，記錄了我們母恒星沸騰表面的大量細節。趨向太陽邊緣慢慢變暗，這是反色圖，這個現象稱為臨邊昏暗，是由相對比較冷的太陽氣體吸收作用增加而造成。太陽邊緣可見幾個日珥，太陽表面也有兩個日珥，在圖像中央右邊的之上看起來是光線條紋。

疏散星團Pismis24

小疏散星團Pismis24位于蝎子座NGC6357星云的核心區域，距離地球大約8000光年。這幅圖像中央最明亮的星體就是被稱為Pismis24-1，它的質量曾被認為是太陽的200到300倍。這樣大的質量不僅使它在質量上遠遠超過了星系中大部分已知的恒星，而且也讓它很大程度上超過了目前被科學家認定的獨立恒星質量上限——150倍太陽質量。

然而，哈勃太空望遠鏡的高分辨率圖像顯示出，它實際上是由兩顆彼此環繞的恒星組成，它們每一顆估計都有100倍太陽質量。

另外，地面望遠鏡的分光鏡觀察結果進一步揭示出它們其中的一顆恒星實際上是一對緊密的雙星組成的，它們距離太近，以至于哈勃望遠鏡不能區分出來。這個發現把Pismis24-1的巨大質量分割到三個恒星身上了。雖然它們仍然是已知最重的恒星，但是在這個多星系統內，恒星的質量上限就不會被突破了。

土衛一上的巨型環形山

土衛一上這個巨型環形山為什么有這么古怪的顏色？土衛一，土星的一顆較小的衛星，卻炫耀著全太陽系最大的撞擊坑之一的赫歇爾環形山。照片由環繞土星的卡西尼宇宙飛船的機器手于2010年4月，當飛船以1萬千米的近距離掠過這個冰冷世界時拍攝。假彩色照片經過增強對比度處理，還包含了一些舊土衛一照片的顏色信息，更清楚地顯示赫歇爾的景觀與附近深色環形山的顏色有些微不同。顏色差異可能提供土衛一表面組成的線索以了解其動蕩的歷史。一個比創造了130千米赫歇爾環形山更大的撞擊，很可能會毀了整個土衛一。

螞蟻星云

這只螞蟻為什么不是一個大圓球？行星狀星云Mz3是一顆類太陽恒星拋出的物質，當然，在其周圍形成的。為什么氣體流走時創造了一個螞蟻形狀的星云而明顯不是圓形？線索可能包括每秒1000千米的高速噴出氣體，長度以光年計的結構，以及上圖中可見的星云中心恒星的磁性。一個可能的答案是，Mz3隱藏著較暗、軌道接近那顆亮恒星的第二顆恒星。另一個有力的假說認為中央恒星自身的旋轉和磁場引導了噴出的氣體。因為中央恒星看起來同我們的太陽太象了，天文學家希望更多了解這個巨大的太空螞蟻的歷史，以期有益于洞悉我們的太陽和地球的未來。