哈勃太阳系

哈勃太空望远镜对太阳系的探索为天文学家提供了一个获得遥远世界清晰清晰图像的机会，并观察它们随时间的变化。例如，天文台拍摄了许多火星图像，记录了这颗红色行星随时间的季节性变化。同样，它也观察了遥远的土星（右上角），测量了它的大气层并绘制了卫星的运动图。木星（右下）也是最受欢迎的目标，因为它的云层和卫星不断变化。

彗星在绕太阳运行时不时出现。哈勃望远镜经常被用来拍摄这些结冰物体的图像和数据，以及从它们后面流出的粒子和尘埃云。

这颗彗星（被用来发现它的天文台命名为彗星侧线泉）有一个轨道，在它接近太阳之前经过火星。哈勃望远镜被用来拍摄彗星在接近我们的恒星时升温时喷发出的图像。

一个叫做猴子头的婴儿室

2014年4月，哈勃太空望远镜以6400光年远的恒星诞生托儿所的红外图像庆祝了24年的成功。图像中的气体和尘埃云是一个更大的星云（星云）的一部分，该星云被称为猴头星云（天文学家将其命名为NGC2174或Sharpless Sh2-252）。

巨大的新生恒星（右图）正在照亮星云，并向星云喷发。这导致气体发光，尘埃辐射热量，哈勃的红外敏感仪器可以看到热量。

通过研究像这样的恒星诞生区域和其他区域，天文学家可以更好地了解恒星及其诞生地是如何随时间演化的。在银河系和其他被望远镜看到的星系中有许多气体和尘埃云。了解所有云层中发生的过程有助于产生有用的模型，用于了解整个宇宙中的云层。在哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜和一批新的地面天文台建成之前，科学家对恒星诞生的过程知之甚少。今天，他们正在观察银河系内外的恒星诞生托儿所。

哈勃的神话般的猎户座星云

哈勃已经多次观察猎户座星云。这个巨大的云层复合体位于1500光年之外，是观星者的另一个最爱。在良好的、黑暗的天空条件下，它是肉眼可见的，通过双筒望远镜或望远镜很容易看到。

星云的中心区域是一个动荡的恒星托儿所，拥有3000颗不同大小和年龄的恒星。哈勃望远镜也用红外线观察它，发现了许多以前从未见过的恒星，因为它们隐藏在气体和尘埃云中。

猎户座的整个恒星形成历史都在这一视野中：弧线、斑点、柱子和类似雪茄烟的尘埃环都讲述了部分故事。来自年轻恒星的恒星风与周围星云碰撞。一些小云是恒星，周围形成了行星系。炽热的年轻恒星正在用它们的紫外线电离（激发）云层，它们的恒星风正在把尘埃吹走。星云中的一些云柱可能隐藏着原恒星和其他年轻的恒星物体。这里还有几十颗褐矮星。这些物体太热而不能成为行星，但太冷而不能成为恒星。

天文学家怀疑我们的太阳诞生于一个类似于45亿年前的气体和尘埃云中。所以，在某种意义上，当我们看到猎户座星云时，我们看到的是我们恒星的婴儿照片。

蒸发气态小球

1995年，哈勃太空望远镜的科学家们发布了有史以来最受欢迎的天文台图片之一。“创造的支柱”吸引了人们的想象力，因为它提供了一个恒星诞生区域迷人特征的特写镜头。

这个诡异、黑暗的结构是图像中的支柱之一。这是一个冷分子氢气体柱（每个分子中的两个氢原子）与尘埃混合，这是天文学家认为恒星形成的可能区域。从星云顶部延伸出来的手指状突起中嵌入了新形成的恒星。每个“指尖”都比我们自己的太阳系大一些。

这根柱子在紫外线的破坏作用下慢慢地被侵蚀掉。当它消失时，嵌入云中的密度特别高的气体小球正在被发现。这些是“蛋”——是“蒸发气态球状体”的缩写。至少在一些蛋内部形成的是胚胎恒星。这些可能会也可能不会成为成熟的明星。这是因为如果云被附近的恒星吞噬，卵就会停止生长。这就切断了新生儿生长所需的气体供应。

一些原恒星的质量增长到足以开始为恒星提供动力的氢燃烧过程。这些恒星卵是在“鹰星云”（也称为M16）中发现的，这是一个邻近的恒星形成区域，位于蛇形星座6500光年之外。

环形星云

环形星云长期以来深受业余天文学家的喜爱。但是，当哈勃太空望远镜观察到一颗垂死恒星上不断膨胀的气体和尘埃云时，它给了我们一个全新的三维视图。因为这颗行星状星云是向地球倾斜的，哈勃的图像让我们能够正面观察它。图像中的蓝色结构来自发光的氦气外壳，中间的蓝白点是正在死亡的恒星，它正在加热气体并使其发光。环形星云最初的质量是太阳的几倍，它的死亡阵痛与我们的太阳从几十亿年后开始所经历的非常相似。

更远的地方是致密气体和一些尘埃的暗结，它们是由膨胀的热气体推进到之前被这颗命中注定的恒星喷出的冷气体中形成的。当恒星刚刚开始死亡过程时，最外层的扇形气体被喷射出来。所有这些气体大约在4000年前被中心恒星排出。

该星云正以每小时43000英里的速度膨胀，但哈勃数据显示，该中心的移动速度比主环的膨胀速度快。环形星云将继续膨胀10000年，这是恒星生命周期中的一个短暂阶段。星云将变得越来越暗，直到它消散到星际介质中。

猫眼星云

当哈勃太空望远镜返回这张行星状星云NGC6543（也称为猫眼星云）的图像时，许多人注意到它看起来像《指环王》电影中的“索伦之眼”。和索伦一样，猫眼星云也是复杂的。天文学家们知道，这是一颗类似于我们太阳的垂死恒星的最后一口气，它喷射出外层大气，膨胀成红巨星。这颗恒星剩下的部分缩小成了白矮星，白矮星留下来照亮周围的云层。

这张哈勃照片显示了11个同心环的物质，即从恒星吹走的气体外壳。每一个实际上都是一个正面可见的球形气泡。

大约每1500年，猫眼星云就会喷射出大量物质，形成像筑巢娃娃一样的环。天文学家对引起这些“脉动”的原因有几种看法。与太阳黑子周期有点相似的磁活动周期可能会引发它们，或者一颗或多颗围绕垂死恒星运行的伴星的活动可能会引发一些事情。一些替代理论包括，恒星本身是脉动的，或者物质是平稳地喷射出来的，但是当气体和尘埃云离开时，有什么东西在其中引起了波动。

尽管哈勃已经多次观测到这一迷人的天体，以捕捉云中运动的时间序列，但天文学家还需要进行更多的观测才能完全了解猫眼星云中发生了什么。

阿尔法半人马座

恒星以多种形态在宇宙中运行。太阳作为一个孤独的人穿过银河系。最近的恒星系统，半人马座阿尔法星系，有三颗星：半人马座阿尔法AB（一对双星）和半人马座近邻，一颗离我们最近的孤星。它距离地球4.1光年。其他恒星生活在开放的星团或运动的星团中。还有一些存在于球状星团中，数千颗恒星的巨大集合聚集在一个小的空间区域内。

这是哈勃太空望远镜拍摄的M13球状星团中心的照片。它距离地球约25000光年远，整个星团有100000多颗恒星聚集在一个150光年宽的区域内。天文学家利用哈勃望远镜观察这个星团的中心区域，以进一步了解那里存在的恒星类型以及它们如何相互作用。在这种拥挤的环境中，一些恒星相互撞击。结果是一颗“蓝色掉队者”星。还有一些看起来非常红的恒星，它们是古老的红巨星。蓝白色的恒星既热又大。

天文学家对研究半人马座阿尔法这样的球状星体特别感兴趣，因为它们含有宇宙中一些最古老的恒星。许多星系早于银河系形成，可以告诉我们更多关于银河系历史的信息。

昴宿星团

昴宿星团，通常被称为“七姐妹”、“母鸡和她的小鸡”或“七匹骆驼”，是天空中最受欢迎的观星天体之一。观测者可以用肉眼或通过望远镜很容易地发现这个小小的开放星团。

星团中有一千多颗恒星，大多数恒星相对年轻（约1亿年），许多恒星的质量是太阳的几倍。相比之下，我们的太阳大约有45亿岁，质量平均。

天文学家认为昴宿星形成于类似猎户座星云的气体和尘埃云中。这个星团可能还存在2.5亿年，直到它的恒星在银河系中游走时开始分离。

哈勃太空望远镜对昴宿星的观测帮助解开了一个让科学家们猜测了近十年的谜团：这个星团到底有多远？最早研究该星团的天文学家估计它距离地球约400-500光年。但在1997年，依巴科斯卫星测量到它的距离约为385光年。其他的测量和计算给出了不同的距离，因此天文学家使用哈勃来解决这个问题。它的测量结果表明，这个星团很可能在440光年左右。这是一个需要精确测量的重要距离，因为它可以帮助天文学家利用对附近物体的测量建立一个“距离阶梯”。

蟹状星云

另一个天文爱好者最喜欢的地方是蟹状星云，肉眼看不见，需要一个高质量的望远镜。在这张哈勃照片中，我们看到的是一颗大质量恒星的残骸，该恒星在超新星爆炸中自爆，这是在公元1054年首次在地球上看到。一些人注意到了我们天空中的幽灵——中国人、美洲土著人和日本人，但关于它的其他记录却少得可怜。

蟹状星云距离地球约6500光年。爆炸并形成它的恒星的质量是太阳的数倍。留下的是一团膨胀的气体和尘埃，还有一颗中子星，它是前一颗恒星被压碎的、密度极高的核心。

这张哈勃太空望远镜拍摄的蟹状星云图片中的颜色表明了爆炸过程中排出的不同元素。星云外部细丝中的蓝色代表中性氧，绿色代表单电离硫，红色代表双电离氧。

橙色的细丝是恒星破碎的残骸，主要由氢组成。嵌入星云中心的快速旋转中子星是一台发电机，为星云内部诡异的蓝色辉光提供动力。蓝光来自以接近光速围绕中子星磁场线旋转的电子。像灯塔一样，中子星喷射出两束辐射，由于中子星的自转，这两束辐射似乎每秒脉冲30次。

大麦哲伦星云

有时，哈勃望远镜拍摄的物体图像看起来像一件抽象艺术品。这就是超新星遗迹n63a的情况。它位于大麦哲伦星云中，这是银河系的一个相邻星系，距离我们约160000光年。

这颗超新星遗迹位于恒星形成区，而爆炸后形成这一抽象天体景象的恒星是一颗巨大的恒星。这类恒星很快就通过了它们的核燃料，并在形成后数千万年或数亿年内爆炸成为超新星。这颗恒星的质量是太阳的50倍，在其短暂的生命周期中，其强烈的恒星风吹向太空，在恒星周围的星际气体和尘埃中形成了一个“气泡”。

最终，来自这颗超新星的膨胀、快速移动的冲击波和碎片将与附近的气体和尘埃云碰撞。当这种情况发生时，它很可能会在云中引发新一轮的恒星和行星形成。

天文学家使用哈勃太空望远镜研究这颗超新星遗迹，使用X射线望远镜和射电望远镜绘制爆炸现场周围膨胀气体和气泡的地图。

三重星系

哈勃太空望远镜的任务之一是传送宇宙中遥远物体的图像和数据。这意味着它发回的数据构成了许多华丽星系图像的基础，这些巨大的恒星城市大多距离我们很远。

这三个星系被称为ARP274，看起来部分重叠，尽管实际上，它们的距离可能有所不同。其中两个是旋涡星系，第三个（最左边）结构非常紧凑，但似乎有恒星形成的区域（蓝色和红色区域）和看起来像残留的旋臂。

这三个星系距离我们约4亿光年，位于一个称为处女座星系团的星系团中，其中两个螺旋在它们的旋臂（蓝色结）中形成新的恒星。中间的星系似乎通过它的中心区域有一个条。

星系以星系团和超星系团的形式分布在整个宇宙中，天文学家发现最遥远的星系在131亿光年之外。在我们看来，它们就像在宇宙还很年轻的时候一样。

宇宙的横截面

哈勃最令人兴奋的发现之一是，在我们所能看到的范围内，宇宙是由星系组成的。星系种类繁多，从熟悉的螺旋状（如我们的银河系）到形状不规则的光云（如麦哲伦星云）。它们排列成更大的结构，如团簇和超团簇。

这张哈勃照片中的大多数星系距离我们约50亿光年，但其中一些星系距离我们更远，它们描绘了宇宙更年轻的时代。哈勃望远镜的宇宙横截面也包含了遥远背景中星系的扭曲图像。

由于一种称为引力透镜的过程，这张图像看起来失真了。引力透镜是天文学中一种非常有价值的技术，用于研究非常遥远的物体。这种透镜效应是由于距离我们视线较近的大质量星系对较远物体的时空连续体的弯曲造成的。从较远的物体穿过引力透镜的光被“弯曲”，从而产生物体的扭曲图像。天文学家可以收集有关那些更遥远星系的宝贵信息，以了解宇宙早期的状况。

此处可见的其中一个镜头系统在图像中心显示为一个小圆环。它的特点是两个前景星系扭曲和放大了远处类星体的光线。从这个明亮的物质圆盘中射出的光，目前正落入黑洞，花了90亿年到达我们这里，这是宇宙年龄的三分之二。

来源

• 加纳，罗伯。“哈勃科学与发现”，NASA，NASA，2017年9月14日，www.NASA.gov/content/goddard/Hubble-s-Discoveries。
• “家”，科学技术学院，www.STScI.edu/。
• “哈勃网站-与众不同…超凡脱俗。”哈勃网站-望远镜-哈勃精华-关于埃德温·哈勃，HubbleSite.org/。