哈勃望远镜震撼照片:像三根烟囱一样的“创生之柱”
2018-04-09 11:36:10
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来源:凤凰网科技

据Gizmodo北京时间4月9日报道,在众多星星中矗立着3根看起来像烟囱一样的柱子,它们由气体和尘埃组成。光线从它们的顶端传到底端,都需要数年时间。时至今日,这张由哈勃太空望远镜拍摄的引人注目的照片,仍然是有史以来最令人震撼的天文照片之一。它们便是“创生之柱”,是天鹰星云的一部分。但是,如果我们想通过自己的望远镜观察作为天鹰星云一部分的“创生之柱”,就会看到不同的景象。通常情况下,我们看到的外太空照片都经过着色和处理,以显示细节,并突出显示与科学研究最相关的部分。“创生之柱”的普及可能永远改变了天文学家向公众展示太空照片的方式。亚利桑那州立大学天文学家、“创生之柱”照片创作者之一保罗·斯科文(Paul Scowen)向Gizmodo表示,“由于公众希望看到这类照片,很多人开始在新闻稿中使用这些照片。它影响了哈勃望远镜的数据被呈现、被公众了解的方式。”

天鹰星云(也称为M16)由数千颗恒星和生成它们的尘埃云组成。“创生之柱”包含有黑色气团,可能有一天会坍塌,并开始自己发出辐射物——新的恒星。天鹰星云大小为75 X 55光年,“创生之柱”仅占其很小一部分,最高的一根“创生之柱”高度约为4光年。

早在1995年,一个天文学家团队就使用哈勃太空望远镜对天鹰星云拍照,,以生成“创生之柱”照片。哈勃望远镜在地球轨道上运行,使用一个大型曲面镜(主镜)收集光线,然后将光线反射到较小的副镜,通过主镜中心的一个孔将光线射向主镜焦面,生成高质量图像。它载有数种仪器,能够以不同方式分析所有这些光线。为“创生之柱”拍照的设备WFPC2实际上由四台相机组成,天文学家必须把它们拍摄的照片组合在一起。斯科文说,每台相机拍摄完整画面的四分之一,但行星相机(PC)拍摄的经过放大的照片需要缩小。这就是照片右上角部分小得多的原因。他表示,对所有数据校准可能是整个任务中最具挑战性的部分。

这幅照片放大的倍数没有一般人想像的那么大——如果它们足够明亮,可以用肉眼看到的话,“创生之柱”的大小应该大于夜空中满月的十分之一。哈勃望远镜最棒的地方,就在于它可以收集到遥远、发光微弱天体的光粒子数量。它可以利用信息一点一点地生成图像,就像我们可以用很多小点生成漫画一样。但不同于漫画的是,我们无法同时观察哈勃望远镜中每种颜色或波长的光。研究人员使用滤光片遮挡了大部分光线,一次只观察自己感兴趣的波长的光。在为“创生之柱”拍照时,他们观察的是由处于激发态的氧、氢和硫原子发出的光。

通常情况下,这种方法会生成黑白照片,而且只显示氧原子发出的波长为502纳米、氢原子发出的波长为657纳米、硫原子发出的波长为673纳米的光线。这些光线显示为绿色和两种难以区分的红色——可能不是最适于向公众展示照片的三种颜色。研究人员融合了三张照片,使氧原子释放的光线呈现蓝色,使氢原子释放的光线呈现绿色,使硫原子释放的光线呈现红色。有人可能会觉得自己上当受骗了,自己用望远镜根本看不到这样的景象。康涅狄格大学天文学家凯特·惠特克(Kate Whitaker)告诉Gizmodo,虽然在夜晚利用大型望远镜可以观察到“创生之柱,你不会看到通过哈勃望远镜拍摄照片中的细节”。斯科文说,研究人员从未声称这是“创生之柱”的真实面貌,它只是把哈勃望远镜收集的数据,以更科学有效的方式呈现给公众。

科学家们一直在继续观察天鹰星云,并利用经过升级的哈勃太空望远镜重新给它拍照,他们甚至以三维方式对它进行观察。当通过可见光观察时,尘埃几乎是不透明的,但只通过红外光观察,科学家们就可以深入了解“创生之柱”内部情况。观察揭示了由由天鹰星云形成的大量恒星。其他科学家借助美国航空航天局的钱德拉X射线天文台,为“创生之柱”拍了一张X片,X片显示出了最大一根“创生之柱”顶端形成的新恒星发出的光线。有人担心,新的观测结果意味着“创生之柱”已不复存在。红外光照片显示,一次超新星爆发正在逼近它们。也许人类一千年前就在天空中看到过这颗超新星,但是如果“创生之柱”已经被摧毁,那么表明它们被摧毁的光线可能还没有到达地球。不过,最近收集的数据,似乎驳斥了超新星已经摧毁“创生之柱”的观点。无论如何,这张照片都将在天文学历史上留下难以磨灭的一笔。斯科文说,“它将仍然是哈勃太空望远镜拍摄的最受欢迎的照片之一。”(编译/霜叶)


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