壯觀的宇宙⑥

恒星最后的輝煌

在這幅由美國宇航局（NASA）的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像中，一顆像我們太陽一樣的恒星，展示了其璀璨無比的“最后的輝煌”。它在生命即將結(jié)束時，不斷地將外層氣體猛烈地向外拋射出去，在恒星殘留的內(nèi)核周圍形成一個繭狀物，發(fā)出的紫外線閃耀出美麗的光芒。最后這個繭狀物中心的一個白點，被稱為白矮星。我們的太陽在最終燃燒殆盡，遭到同樣的命運之前，還將繼續(xù)燃燒50億年。

我們的銀河系里充斥著大量的這種恒星遺跡，被稱為行星狀星云，但實際上，它們與行星一點關(guān)系也沒有。十八世紀(jì)至十九世紀(jì)的天文學(xué)家將它們命名為行星狀星云，是因為他們從那時的小倍率望遠(yuǎn)鏡看去，這些星云與遙遠(yuǎn)的天王星和海王星十分相似。

圖片中的行星狀星云被命名為NGC 2440。NGC 2440位于船尾座方向，離地球約4，000光年?；靵y無序的星云在爆發(fā)期間，無規(guī)律地向外拋射物質(zhì)。星云中含有大量的星際塵埃，其中一些形成了漸漸遠(yuǎn)離恒星而去的長長的暗黑色條紋。白矮星NGC 2440的中心的溫度是已知的最高溫度，表面溫度接近400，000華氏度（200，000攝氏度）。

這幅圖像由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上的第二代廣域行星相機拍攝于2007年2月6日，圖中色彩分別對應(yīng)于恒星拋射出來的各種物質(zhì)：藍(lán)色代表氦氣，藍(lán)綠色代表氧氣，紅色代表氮氣和氫氣。

太空中的幽靈恒星

這幅NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像，是位于船尾座南部的行星狀星云NGC 2452，圖片中一片朦朧的藍(lán)色是像太陽這樣的恒星耗盡所有燃料之后的遺跡。當(dāng)恒星發(fā)生爆炸時，其核心變得極不穩(wěn)定，釋放出的大量高能粒子將恒星大氣層中的物質(zhì)吹入太空。

這片藍(lán)色云霧的中心是這片星云最早的恒星爆炸的遺跡。這顆寒冷的、昏暗無光、密度極大的恒星實際上是在有規(guī)律脈動的白矮星，它的亮度隨著重力波的變化而變化。

仙后座A 的三維模型

仙后座A（簡稱Cas A）是天空中最有名的天體之一，是銀河系內(nèi)中已知最年輕的超新星遺跡，也是天空中除太陽外最強的射電源。美國宇航局的錢德拉x射線天文臺和史密森尼安學(xué)會最近的三維模型計劃，讓我們有幸看到前所未有的超新星爆炸景象。

科學(xué)家們結(jié)合來自錢德拉x射線天文臺、美國宇航局斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和地面設(shè)施的數(shù)據(jù)資料，建立了一個獨特的恒星爆炸的三維模型：恒星爆炸時，以每小時數(shù)百萬千米的速度向太空發(fā)射大量的恒星殘骸。

在這個新的三維模型計劃展示仙后座A壯觀景象的同時，錢德拉x射線天文臺也公布了對這個超新星爆炸遺跡數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理后的圖片資料。這幅新的更為清晰的圖像顯示了仙后座A不同能帶的面貌，這將幫助天文學(xué)家重現(xiàn)超新星爆發(fā)的細(xì)節(jié)過程，如恒星的大小、其化學(xué)成分、爆炸機理等。該圖片的配色方案為：低等能量級x射線為紅色，中等能量級為綠色，錢德拉能夠探測到的最高能量級x射線為藍(lán)色。

Cas A是迄今為止唯一的超新星遺跡三維建模。在創(chuàng)建這個可視化三維模型的過程中，結(jié)合了天體物理學(xué)和醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的一些技術(shù)。自2009年以來，三維模型已被證明不但為科學(xué)家提供了豐富的信息資源，同時也成為向公眾傳播科學(xué)知識的一種有效工具。

焰火星系

NGC 6946是一個中等大小的正向旋渦星系，距離地球約2，200萬光年。在過去一個世紀(jì)里，天文學(xué)家在焰火星系的旋臂里已觀察到八次超新星爆炸。事實上，錢德拉x射線天文臺觀測到的三顆超新星是迄今為止通過x射線觀察發(fā)現(xiàn)的最古老的超新星（圖中紫色），“焰火星系”果然名不虛傳。這幅合成圖像中還包括了來自雙子星天文臺以紅、黃色、藍(lán)綠色表示的光學(xué)數(shù)據(jù)。

蟹狀星云中的化學(xué)物質(zhì)

這張圖片顯示的是歐洲航天局的赫歇爾空間天文臺和NASA / ESA的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察到的我們銀河系的一個標(biāo)志性的超新星遺跡——蟹狀星云，由一束束絲狀的氣體云和星際塵埃構(gòu)成的蟹狀星云是超新星爆炸后的產(chǎn)物。中國古代的天文學(xué)家于1054年首次觀測到了蟹狀星云的存在。

這幅星云圖像結(jié)合了哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到的可見光波長視圖和赫歇爾空間天文臺拍攝到的遠(yuǎn)紅外線視圖。前者利用三種不同的濾光器拍攝到了從蟹狀星云發(fā)射出來的氧離子和硫離子，圖中以藍(lán)色表示；后者顯示了從蟹狀星云發(fā)射出來的星際塵埃，以紅色表示。通過赫歇爾空間天文臺拍攝到的蟹狀星云的星際塵埃中所含物質(zhì)成分的分析研究，一個由天文學(xué)家組成的研究小組檢測到了氫化氬（ArH+），一種含有惰性氣體氬的分子態(tài)離子。這是首次在太空化合物中檢測到惰性氣體成分的存在。

皮克林三角形

這幅皮克林三角形的寬視場圖像是2007年9月由美國國家科學(xué)基金會安裝在梅奧爾基特峰國家天文臺的梅奧爾四米望遠(yuǎn)鏡拍攝到的。

皮克林三角形是天鵝座環(huán)超新星殘骸的一部分，其中包括著名的面紗星云。皮克林三角形位于離地球約1，500光年的天鵝座內(nèi)。據(jù)天文學(xué)家猜測，誕生這片星云的超新星爆發(fā)發(fā)生于5 000～10 000年前。

火星上的埃貝斯沃德三角洲

這張圖片覆蓋的是火星上埃伯斯沃德環(huán)形山的部分地區(qū)，揭示了三角洲湖的可能變遷過程。水通過環(huán)形山西部的一系列支流流入環(huán)形山，形成了一個分布式的水網(wǎng)，其中一部分水形成了一個湖泊，當(dāng)年的湖泊，如今的埃伯斯沃德環(huán)形山寬約70千米，深約1.2千米。

圖中的明亮層是三角洲的東部邊緣，扇形的邊緣是一些陡峭的山坡，可能是更能抵抗風(fēng)蝕的較粗顆粒構(gòu)成的河道，看起來更像是山脊?；鹦强睖y軌道飛行器上的儀器已在圖中明亮層區(qū)域探測到了硅酸鹽（黏土）的存在。地球上黏土的形成方法之一是水侵蝕巖石形成微粒，這種現(xiàn)象通常發(fā)生在河流的三角洲地帶和湖泊的湖床上。埃伯斯沃德環(huán)形山三角洲和硅酸鹽的發(fā)現(xiàn)，為火星在持續(xù)較長的一段時間里曾經(jīng)有過活躍的水的活動提供了證據(jù)。

太空中的霧狀環(huán)

圖中這片朦朧的煙霧狀的環(huán)形星云被命名為細(xì)指環(huán)星云，這是一個不同尋常的行星狀星云。行星狀星云是由一些即將死亡的恒星組成的，垂死的恒星漸漸膨脹，進(jìn)入紅巨星階段，然后在演化成為白矮星的過程中向外拋射出大量氣體物質(zhì)。大多數(shù)行星狀星云為球形、橢圓形或?qū)ΨQ的雙葉形。

但是通過安裝在智利拉西亞天文臺望遠(yuǎn)鏡上的攝譜儀和攝像機捕獲到的細(xì)指環(huán)星云的模糊影像，看上去像是一個近乎完美的圓環(huán)。天文學(xué)家們認(rèn)為，形成異乎尋常的行星狀星云的恒星實際上是一個雙星系統(tǒng)，主恒星和環(huán)繞它運行的伴星之間的交互運動令其噴射物質(zhì)形成了如此獨特的形狀。

據(jù)認(rèn)為，細(xì)指環(huán)星云中心的恒星天體確實是一個雙星系統(tǒng)，其軌道周期為2.9天。從地球所在的觀測角度來看，這個雙星系統(tǒng)幾乎是完全正面的，這意味著這個行星狀星云的結(jié)構(gòu)也是以同樣方式排列的，星云物質(zhì)噴射出來，形成令人驚奇的圓環(huán)狀。這類天體不僅讓我們有機會欣賞到它們的美麗璀璨，同時，其令人驚訝的奇特形狀也是天文學(xué)家感興趣的一個研究課題。