32年，32张图，回顾哈勃望远镜拍摄的那些宇宙级美景！

2022-05-08 05:36:54 来源：科普中国

“大名鼎鼎”的哈勃空间望远镜，今年32岁了。一路冲出大气层的它，多年来拍摄了一幅幅美妙的宇宙图景。一起回顾。

图片来源：NASA官网

哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope，缩写HST）是NASA和欧洲航天局（ESA）的联合项目，发现号航天飞机于1990年4月24日发射，随后于4月25日将哈勃望远镜送入轨道。

▲哈勃空间望远镜（图片来源：NASA）

这部位于太空中的望远镜，彻底摆脱了地球大气的干扰，让我们得以一窥宇宙的真面目。几十年哈勃一直非常忙碌，它注视着星系、彗星、小行星、星云、行星和恒星，对约50000个天体目标进行了超过150万次成像。

32年来，哈勃经历过多次太空维修，并在一系列技术故障中幸存下来，即便是最新一代的詹姆斯·韦伯望远镜已经在轨运行，这个老化的天文台仍然存在，并继续运行下去。

接下来，让我们随着这些美妙的宇宙图景，了解这台望远镜的伟大成就。

1991年：木星首张彩色照片

1991年，投入运行不久的哈勃望远镜，就给我们带来了惊喜。利用其携带的广角行星相机（Wide Field Planetary Camera），哈勃望远镜拍摄下木星的首张彩色照片。木星大气中的氨冰等物质构成了带状云，而右下角则是木星著名的大红斑——一个已经存在数个世纪，直径比地球还大的巨型风暴气旋。这只是初出茅庐的哈勃小试牛刀，在维修升级后还拍摄了更多高清得多的木星照。

1992年：椭圆星系NGC 4261的中心

这张略显模糊的图像，展示了椭圆星系NGC 4261中心的盘状结构。这个直径约300光年的圆盘由低温气体与尘埃组成，它也是该星系中心黑洞的物质来源。其近60°的倾角使得天文学家能够清晰辨别其内部结构。超大质量黑洞疯狂吸积周围物质，产生强烈爆发，形成射电喷流。

1993年：天鹅圈

天鹅圈（Cygnus Loop，又名电波源W78），是位于天鹅座的一处巨大超新星残骸。这张图片是天鹅圈的一小部分，以前所未有的清晰度，展示了大约1.5万年前一颗巨大的恒星爆炸产生的冲击波的边缘。

1994年：漩涡星系梅西耶100的中心

哈勃空间望远镜发射升空时，由于镜面存在微小的缺陷，其拍摄的照片略显模糊。1993年12月，NASA对哈勃望远镜进行了首次维修，NASA宇航员修正了镜面缺陷、将广角行星相机升级为第二代，此外还更新了计算机、太阳能板、陀螺仪等设备。这张室女座星系团中最明亮的星系的旋臂结构照片，就是哈勃望远镜升级后不久拍摄的。

1995年：创生之柱

很多读者一定对这张照片不会陌生。这张哈勃望远镜最著名的作品之一，由32张照片拼接而成，展示了名为鹰星云（M16）的疏散星云中，气体和尘埃构成的柱状结构。其中最高的“柱”足足有4光年长。创生之柱诞生于光致蒸发过程：来自新生恒星的紫外线造成星云中的气体逃逸，而尚未“蒸发”的气体与尘埃就构成了这种美丽的图像。

1996年：星系团0024+1654的引力透镜

虽然图片中心的明亮区域很抢眼，但让我们先把视线放到图中的蓝色环状物体。数一数，是不是有5个蓝色天体？事实上，它们全都是同一个星系！而导致这一现象的，就是图片中心星系团0024+1654的引力透镜效应：当蓝色星系的光线经过时，其巨大的引力场导致光线弯曲，从而让我们看到罕见的“重影”。

1997年：蝴蝶星云

这个形态酷似蝴蝶展翅的行星状星云也被称作闵考斯基2-9星云（M2-9），由天文学家鲁道夫·闵考斯基在1947年发现。整整50年后，哈勃望远镜拍下了其清晰的图像。在蝴蝶星云中心，两颗恒星以非常接近的距离相互绕行，甚至有可能发生了恒星吞噬。

1998年：土星红外光图像

这幅色彩鲜艳的土星照片，展示的并不是土星的真实色调，而是其反射的红外光。不同的颜色体现了土星大气层的分布特征：蓝色表示低至云层的大气层，其色调可能由氨冰晶体组成；绿色和黄色是云层上方的烟雾层；红色与橙色区域的云层较高，到达了大气层；而南极的暗色区域表示云层中的一个巨型空洞。

1999年：木星与木卫一

相比于太阳系中多数行星与卫星的死气沉沉，木卫一的超过400座活火山让它成为太阳系中地质活动最为活跃的天体，同时也成为科学家关注的对象。在试图寻找木卫一的火山烟羽的过程中，在紫外线与紫光波段，哈勃望远镜意外捕捉到木卫一经过木星的瞬间。图片右侧的黑色圆形区域，是木卫一在木星上的阴影。

2000年：亮眼星云

这只宇宙之眼，可能预示着60亿年后太阳的结局。在距离地球6500光年的天鹰座，一颗质量与太阳相近的恒星正走向生命尽头。恒星外层的气体被吹向宇宙中，暴露出的炽热内核

辐射紫外线，将外层气体电离。呈现出荧光的膨胀气体与中心明亮的内核，构成了色彩鲜艳的行星状星云——亮眼星云（NGC 6751）。

2001年：马头星云

代表2001年的，同样是一幅生动形象的星云照片，形似一匹长着帅气鬓毛的赤兔马头部，马头星云（也称巴纳德33）就由此得名。不过相比于亮眼星云的绚丽夺目，马头星云显得有些黯淡无光。这个暗星云由寒冷、致密的气体、尘埃云构成，它的形成过程与创生之柱相似。（已经不记得了？翻回1995年的图片复习一遍吧！）

2002：锥状星云

又是一团星云。对于它的轮廓，你可能已经有了无数联想，但它的命名却要朴实很多——锥状星云（也称NGC 2264）。锥状星云的长度达到7光年，这张图片展示了星云上部的2.5光年。与创生之柱相似，锥状星云同样正在经历一个被“侵蚀”的过程。在紫外线辐射下的氢气发出黯淡的红光，构成星云周围的红色光晕。

2003年：欧米伽星云

这幅波澜壮阔的“巨浪拍岸”图，是距离地球超过5000光年的欧米伽星云（又名天鹅星云或梅西耶17）的一部分。虽然看似凶险，但这里是孕育大量恒星的摇篮。星云中的“骇浪”则是氢云被年轻大质量恒星雕刻并点亮的“艺术品”：表面耀眼的橙红色光芒来自被加热的气体，而左侧看似冷淡的绿色区域，实则为物质离开星云后，形成的温度更高的气体。

2004年：AM 0644-741星系

在距离地球3亿光年的飞鱼座，哈勃望远镜发现了一枚镶嵌着蓝宝石的“戒指”。这个独特的环状结构，是邻近星系碰撞后“逃逸”的结果，碰撞产生的冲击力显著改变了星系盘中恒星与气体的轨道，让它们向外运动。随后，气体云碰撞并压缩，在圆环中生成大量新生恒星。

2005年：涡状星系

漩涡星系以从核心向外延伸的旋臂得名，这些旋臂是众多新生恒星的家园。而在这类星系中，这张照片的主角NGC 5194因为惊人惊叹的标准旋臂造型，直接被称作涡状星系（Whirlpool Galaxy，NGC 5194）。其中，旋臂作为造星工厂，通过压缩氢气，孕育着年轻恒星；而中心黄色的核，则是老年恒星的居所。

2006年：梅西耶82（雪茄星系）

在与邻居梅西耶81的引力相互作用下，梅西耶82经历了快速的恒星诞生过程（即星暴）：在星系中心，恒星诞生速度是银河系的10倍。新生恒星的辐射将周围的气体吹离，由此产生的星际风压缩的气体，足以形成数百万颗新生恒星。其中，图中红色为红外波段拍摄的星暴活动；而蓝色和黄绿色代表可见波段。

2007年：船底座星云

这里是恒星的孕育所，也是恒星的坟场。这张梦幻般的图片，就是船底座星云（NGC 3372）的中心区域。向外流动的风与来自巨型恒星的紫外辐射，共同打造了船底座星云的夺目外形。

2008年：星系碰撞

2008年的代表性照片，由12张图片共同构成，它们共同展示了罕见的星系碰撞场景的不同阶段。随着宇宙的加速膨胀，星系融合的几率越来越低，目前只有千分之一。但在早期宇宙中，星系间距离更近，因此碰撞几率也较高。

2009年：相互作用星系Arp 194

这个被称为Arp 194的相互作用星系是一个复杂的特殊系统。旋涡星系、新生的星系核以及一系列杂乱无章的旋臂构成了Arp 194的上部，其下部则是一个单独的大型旋涡星系。连接两个部分的，是数个超级星团的复合体。每个星团中炽热的大质量恒星发出了迷人的蓝光。

2010年：神秘山（Mystic Mountain）

较致密的星际气体和尘埃形成了高耸的柱子，附近明亮恒星的光芒从外部侵蚀，柱子内高温的新生恒星也发出辐射和带电粒子流，共同雕刻出嶙峋的山峰。山间，炽热的电离气体像小溪般流淌。山周，稀薄的气体和尘埃如云雾般笼罩。这座“神秘山”就静静耸立在7500光年外的船底座。

2011年：碰撞星系Arp 273

照片中较大的漩涡星系是UGC 1810，受伴星系UGC 1813的引力影响，其星盘发生了变形，扭曲成了盛放花朵的形状。UGC 1810星系为花，UGC 1813星系为茎，还有年轻而炽热的蓝星点缀在花瓣边缘——就这样，星系碰撞创造出了一朵宇宙“玫瑰”。

2012年：蜘蛛星云

蜘蛛星云（Tarantula Nebula）中心的剑鱼座30是一座“恒星工厂”，在这里，数百万的年轻恒星竞相闪耀。照片左侧明亮的区域是一个巨大的年轻星团NGC 2070，它只有200万年的历史，却拥有50万颗恒星。这些新生恒星会释放出大量的紫外线，侵蚀包裹着星团的氢气云。

2013年：红外波段的马头星云

12年后，马头星云再次出现了。只是这一次，图片中的星云变亮了。这是因为，这张照片是在红外波段拍摄的。星云突出部分的氦气和氢气密度较高，且布满尘埃，这可以保护其下的部分不被光线侵蚀。据估计，大约500万年后，马头星云才会消散。

2014年：猴头星云

2014年哈勃望远镜拍摄的这张照片带我们前往了6400光年外的猴头星云（Monkey Head Nebula）。这里是一个恒星的孕育场。星云中央，新生恒星（图中右侧）的紫外线电离了星云中占据主要成分的氢气，从而将其蚀刻出诡异的形状。

2015年：维斯特卢2（Westerlund 2）

在离地球约2万光年的船底座，美丽的Gum29星云像是一团宇宙中的焰火。星云中央是一个由约3000颗恒星组成的巨型星团，称为Westerlund 2。这个星团只有200万年的历史，却包含了许多高温、明亮的大质量新生恒星，它们释放出强力的紫外线和恒星风，在周围的气体云上雕刻出壮美的峰峦与云谷。

2016年：气泡星云

在广袤的宇宙空间中，漂浮着许多这样的“泡泡”，它们大多是恒星与星际气体共同的杰作。照片中是直径7光年的气泡星云（Bubble Nebula，正式名称为NGC 7635），星云内十点钟位置是一颗炽热的恒星，其质量约是太阳的45倍。恒星吹出的恒星风推开了周围的星际气体，就形成了泡泡一样的星云。

2017年：NGC 4302与NGC 4298

在哈勃望远镜的27岁生日，天文学家们用它拍摄了NGC 4302（左）、NGC 4298（右）这两个漩涡星系。它们位于距地球5500万光年的后发座，由于一个侧对着望远镜，另一个斜对着，因此在照片里看起来形态各异。如果你从系外观察银河系，大概也会是类似的样子吧。

2018年：礁湖星云

在照片中心，一颗比太阳还要亮20万倍的新生恒星破茧而出，它释放出紫外线与猛烈的星风，撕破了周围厚重的星际气体与尘埃。这一切都发生在礁湖星云（Lagoon Nebula），这里是一个巨型的恒星孕育场。而哈勃望远镜引我们穿越了4000光年的距离，目睹了这一场恒星诞生的非凡景象。

2019年：南蟹状星云

这是距离地球几千光年外的南蟹状星云（Southern Crab Nebula，正式名称为Hen 2-104）。在星云中心，是一颗红巨星和一颗白矮星组成的双星系统，红巨星外层的物质不断向外喷出，被白矮星的引力吸引，并填充了两颗星体之间的空隙，就形成了这样类似沙漏的独特形状。

2020年：红色星云和蓝色星云

红色星云（NGC 2014）和蓝色星云（NGC 2020）是163000光年外大麦哲伦星系的一片恒星形成区。红色星云如同漂浮在浩瀚星海中的珊瑚礁，因此这张照片又被称为宇宙礁。红色星云包含了大量明亮而巨大的恒星，它们的质量高达太阳10-20倍；蓝色星云则由一颗比太阳亮20万倍的恒星经过一系列喷发形成。

2021年：毁灭边缘的巨星

天文学家将这个著名天文台对准了一颗璀璨的“名人星”——船底座AG（AG Carinae），这是我们银河系中最明亮的恒星之一，周围被炽热的气体和尘埃环绕着。船底座AG正处于崩溃的边缘，恒星的重力作用和向外辐射进行持久的拔河，以避免自我毁灭。围绕恒星的膨胀气体和尘埃壳大约有五光年宽，大约和我们到比邻星的距离相当。

这颗巨星是由大约10000年前的一次或多次大规模喷发造成的，恒星的外层被吹入太空，就像沸腾的茶壶从其盖子上弹出一样，被排出的物质大约是我们太阳质量的10倍。尽管船底座AG现在处于静止状态，但作为超热星，它会继续倾泻出灼热的辐射和强大的恒星风（带电粒子流）。

2022年：密集的5个银河

这幅照片中，我们可以看到三个螺旋星系、一个椭圆星系和一个透镜状的星系，它们的布局让我们看起来非常舒适。这是位于“海蛇座”方向约3亿光年后的“海克森紧凑银河群40”（HCG40:Hickson Compoct Group40）。从图像上看，银河之间似乎相当接近，实际上5个银河有可能是银河圆盘（直径约10万光年）的2倍以下，也就是直径不满20万光年的区域密集。NASA表示，它们将在大约10亿年内发生碰撞，并合并成一个巨大的椭圆星系。虽然哈勃望远镜的寿命非常长，但它很难见证这一事件。

以上简要回顾了哈勃的宇宙探索之旅，感谢哈勃32年来的付出！

（本文内容综合环球科学、NASA航天爱好者、三体迷）

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 北科传媒

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关键词：马头星云星系碰撞椭圆星系