當(dāng)我們晚上走在外面的時候,和深邃的夜空對視是一種特殊的體驗,但我們并不能完全感受到宇宙的威嚴和它所展示的一切,光污染會使大氣變形,我們有限的視力也會使我們無法真正探索宇宙并發(fā)現(xiàn)它的秘密,這里我們需要感謝在離地球550公里左右的位置運行的太空望遠鏡,它使我們克服了這些限制,看到了太空深處,改變了我們對天體物理學(xué)的理解,塑造了我們對宇宙的認識,同時也讓我們看到了不同以往的圖像。
我們可以通過望遠鏡進行一次數(shù)十億光年的太空之旅,探索我們銀河系最遠的地方,我們能通過望遠鏡看到什么呢?
首先是在3800光年外的地方,我們能看到巨大的藍色翅膀伸向太空,這是什么呢?這是ngc 6302,也被稱為蝴蝶星云,位于銀河系內(nèi)。它的翅膀的形狀展示了這些氣體塵埃在過去2200年里所走過的廣闊旅程,覆蓋了超過2光年的距離。最近對蝴蝶星云的觀測發(fā)現(xiàn),從星云中心的恒星噴出的氣體噴流和氣泡的復(fù)雜程度超出我們的想象,所有這些都會使翅膀的形狀發(fā)生快速的變化。
其次能看到的是8000光年以外的星團俾斯麥24,它包含了一系列顯著的現(xiàn)象,我們的目光首先會被這個大型發(fā)射星云的核心所吸引,它正在上升并發(fā)光,你會注意到縈繞在星云內(nèi)部核心的藍色恒星,這些藍色恒星的藍色歸功于它們強烈的高溫,這些藍色恒星的溫度遠遠超過了我們的太陽,這是由于它們的質(zhì)量決定的,藍色恒星的質(zhì)量至少是我們太陽的三倍。
這些藍色的恒星為俾斯麥24提供了標(biāo)志性的顏色,它們的極端紫外線輻射導(dǎo)致星團周圍的氣體發(fā)熱,并在恒星周圍形成顯著的云層,這使得對該區(qū)域的探測變得非常困難。
俾斯麥星團中的一顆恒星24-1曾被認為是有史以來質(zhì)量最大的恒星,它幾乎有300個太陽質(zhì)量,但現(xiàn)在科學(xué)家們認為它至少應(yīng)該已經(jīng)分裂成三顆恒星了,每顆都會有近100個太陽質(zhì)量。
俾斯麥24是ngc 6357星云的一部分,這個星云是一個宇宙托兒所,里面有許多被暗物質(zhì)籠罩的原生星,原生星是恒星演化的最早階段,恒星從母體分子云中收集質(zhì)量,與這些原生星一起的還有許多被膨脹的氣體繭包裹的年輕恒星,使星云感覺像一個活的有機體。
下面讓我們走得更遠,在6萬光年之外,我們會遇到帕洛瑪12,它的球狀星團懸掛在深空,徘徊在銀河系光環(huán)的外圍,這些恒星比銀河系中的其他球狀星團年輕約30億歲左右,那它們年輕的秘密是什么?
大約17億年前,帕洛瑪12星系團因受到銀河系的潮汐作用而脫離了它的母星系,事實上,帕洛瑪12星系的母星系目前正被我們的銀河系撕裂,這些潮汐力僅限于它們各自星系的周邊地區(qū),當(dāng)它們相互碰撞或經(jīng)過彼此附近時,正如帕洛瑪12星團所展示的這樣,在一個星系中誕生的星團最終生活在另一個星系中。
我們的旅程還沒有結(jié)束,太空望遠鏡能讓我們看到更遠的地方,讓我們繼續(xù)向外航行,在3000萬光年的不同地點之間加速跳躍,太空望遠鏡會讓我們從一個新的角度看到一個熟悉的景象,這就是桑布雷羅星系,又稱草帽星系。
我們從側(cè)面看,它會向我們展示大多數(shù)星系的扁平盤狀結(jié)構(gòu)。你可能想知道為什么這種扁平的形狀是最普遍的,畢竟行星、衛(wèi)星和流星都是球形的,不是所有的星系都應(yīng)該是一樣的嗎?其實不然,星系呈扁平狀是因為宇宙處于恒定運動中,并且受星系中心黑洞引力的影響,這些星團在角動量守恒的情況下旋轉(zhuǎn),就會形成向外的盤狀結(jié)構(gòu)。
桑布雷羅星系的中心有一個刺眼的白色核心,并且有明顯的宇宙塵埃通道向外旋轉(zhuǎn),使其具有明顯的特征,使該星系具有明顯的闊邊帽形狀。
我們繼續(xù)向前,在6500萬光年處我們會看到寬闊的橢圓星系ngc 1052 df2,它有著特殊的擴散紋理,在它后面可以看到遙遠的星系,這給了這個星系一種超自然的、幾乎是幽靈般的外觀,但最奇怪的是這個星系缺少暗物質(zhì), 至于為什么,我們還不是很清楚。
讓我們再往前走,這次距離地球3億多光年的地方,這是彗發(fā)星團,一個由一千多個星系組成的大星群,所有這些星團都被引力聯(lián)系在一起,這個星巨型團也是我們最早發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)跡象的地方之一,這些數(shù)以千計的球狀星團并不與某個星系相結(jié)合,而是與彗發(fā)星團本身結(jié)合在一起。
我們可以走得更遠,在超過90億光年的地方是馬克斯-J1149,又稱伊卡洛斯,曾經(jīng)是我們所知宇宙中最遠的恒星,事實上來自伊卡洛斯的光需要很長時間才能到達我們這里,以至于它在我們面前的樣子是宇宙目前年齡的30%時的樣子。
讓我們繼續(xù)向前,達到我們幾乎無法理解的距離,綽號阿倫黛爾whl0137- LS是人口普查星團中的一顆恒星,它的光花了超過129 億年才到達我們這里,由于宇宙的膨脹,阿倫黛爾和我們之間的距離現(xiàn)在甚至更遠,已經(jīng)達到280億光年,我們現(xiàn)在只是在它130億年前的地方看到它,阿倫黛爾被懷疑是我們太陽大小的50到100倍,由于其巨大的質(zhì)量,預(yù)計將在幾百萬年后以超新星的形式爆炸。
阿倫黛爾的表面溫度至少為20000攝氏度,幾乎比我們的太陽熱四倍,還有一個很小的可能性,那就是它是一顆第三類恒星,這意味著它除了氫和氦之外幾乎不含其他元素,它將比一般的恒星要亮得多。我們能夠通過一種叫做引力透鏡的效應(yīng)來看到這顆恒星,星系團將來自它們周圍的恒星的光線扭曲成恰到好處的排列,這樣它們就像一個巨大的透鏡,這讓我們的太空望遠鏡能夠看到更遠的地方。
現(xiàn)在連太空望遠鏡都達到了它的極限,在我們的太空之旅中,還有沒有更遠的東西可以看到呢?是的,還有一個物體,太空望遠鏡向我們展示了被稱為hd1的紅移星系,它是可觀測宇宙中最早和最遙遠的已知物體,雖然對我們來說只是一個微弱的紅點,但hd1實際上距離我們有135億光年遠,或者至少在光線發(fā)射時是這樣的,考慮到宇宙的膨脹,現(xiàn)在估計有334億光年光年的距離,它位于我們感知的最末端。但它有一些很有說服力的細節(jié),其極其明亮的紫外線輻射表明它可能是一個星暴星系,以無與倫比的速度產(chǎn)生恒星,其亮度遠遠超過我們所熟悉的恒星。
感謝太空望遠鏡給我們帶來的330億光年的旅程,太空的虛無也許會讓我們感到恐怖,我們是多么的渺小和微不足道,我們是孤獨的,或者更可怕的是我們可能不是。