近期天象變化及其給我們的啟示(二)



【正見網2005年03月05日】

(3) 頻繁的超新星和伽馬射線爆發

超新星爆發和伽馬射線爆發是宇宙中威力巨大的爆炸。新星爆發是指恆星在死亡之前發生爆炸,在短時間內釋放出大量能量的現象。現在觀測到的超新星爆發頻率為大約每天一次。伽馬射線爆發是比超新星爆發更為猛烈的爆炸,一次伽馬射線爆發發出的能量超過太陽在100億年內所釋放出的總能量,是超新星爆發放出能量的5倍左右。科學家們推算,如果一次伽馬射線爆發發生在離地球50億光年以內,發出的射線足以把地球上的生命全部毀滅。

伽馬射線爆發發生的具體原因目前科學家們還不清楚,但是在過去十幾年來的觀測表明伽馬射線爆發均勻的隨機的分布在宇宙的空間中。目前科學家們觀測到發生的伽馬射線爆發頻率也是每天一次。但是因為伽馬射線爆發均勻隨機分布,大多數爆發我們觀測不到,科學家們估計伽馬射線爆發每天發生的實際數目約為500次。如此頻繁的劇烈爆炸足以說明我們的宇宙正經歷著巨大的變化。


超新星爆發 伽馬射線爆發示意圖



(4) 大量星體的產生或毀滅

科學家們除了在碰撞星系中發現碰撞引發的大量星體產生外,在其它星系中也發現了大量星體的誕生或毀滅。而觀測到這些景象的的星系似乎遍布整個宇宙,從我們銀河系內和與我們近臨的星系,到位於我們目前能觀察到的宇宙邊沿,從新生的星繫到古老的橢球狀星系,都發現了大量新星迅猛誕生(Starburst)的星系。

以下的報導都來自NASA的新聞中心(http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/
releases/):

1992年6月2日:觀察到Arp220中強烈的星體誕生。

1994年1月14日:觀測到星體Eta Carinae瀕臨毀滅, 該星體距離地球10000光年,是已發現的最亮的星體之一。

1995年2月20日:觀察到星系NGC 253中新星體迅猛誕生,新星誕生區範圍長達1000光年。

1995年8月28日,哈勃望遠鏡在球狀星團M4中發現大量行將死亡的星體--白矮星。

1995年11月2日,觀察到一個被稱為「鷹」的星雲,大量新星的誕生正在醞釀之中。該星雲距離地球僅6500光年。


「鷹」星雲中的創生之柱

1997年10月29日:古老球狀星團47 Tucanae中發現新生星體。

1998年3月19日: 發現行星星雲NGC 7027中心一個行將死亡的星體。

星雲NGC 7027中心一個行將死亡的星體

1998年6月11日:觀測到星系NGC 4314外圍有一個明亮的新星圓環,裡面包含大量新生星體。


星系NGC 4314

2000年1月6日:觀測到NGC 4214新生星體發出的強烈的光焰照亮了整個星系。該星系距離地球1300萬光年。


NGC 4214新生星體發出的光焰

2000年8月3日:哈勃觀察到M15星團中一個行將毀滅的星體。

2000年9月21日:科學家觀測到一個離地球450光年的兩個變化迅速的新星。對它們的連續觀測表明,它們的面貌變化非常快速,顯示它們正經歷劇烈的變化。

面貌多變的嬰兒星體

2000年10月5日:觀測到銀河系臨近的小麥哲侖星雲N81區域中大量星體正在誕生,耀眼的新星把周圍照得透亮。該區域距離地球16萬光年。

2001年1月4日:發現銀河系鄰近星系NGC 6822大量新生星體發出的輻射。NGC 6822是距離銀河系最近的星系之一。該星系中星體在400萬年前突然迅猛誕生,這在天文上是一個極短的時間。

2001年5月31日:哈勃望遠鏡觀測到NGC 1512中令人吃驚的長達2400光年的「嬰兒」星體環。


星系NGC 1512

2001年7月19日:在史蒂芬5星系組(Stephen's Quintet)發現三個新星誕生區,新星誕生於星系組中星系的碰撞。

2001年7月26日,哈勃望遠鏡發現成千上萬的新星體正在龐大的塔蘭圖拉蜘蛛(Tarandula)星雲中湧現,其中的新恆星幅射的紫外線和向外噴射出的高速物質粒子交織成一副創生和毀滅的織錦。


織錦般的塔蘭圖拉蜘蛛(Tarandula)星系

2001年8月16日:觀察到星系NGC 3079中強烈的星體誕生活動。新生星體產生的高速粒子流衝擊星系中的氣體形成的「氣泡」。

2001年9月6日:觀察到星體暴生(Starburst)星系NGC 3310,新生星體發出的強烈的輻射照亮了星系中心。

2001年12月6日:觀測到臨近星系NGC 6822的一個龐大的「星體製造工廠」--新星體誕生區,其中新星發出的光宛如搖曳的螢火。這個星系距離地球163萬光年。


NGC 6822新星發出的「螢火」

2002年2月7日:觀察到一個「反旋星系」NGC 4622,它的外臂中存在大量的新星體。

與眾不同的反旋星系

2002年4月30日:觀察到被稱為「創生之柱」的錐狀星雲NGC 2264,其中的巨大的氣體不久將會演化成為星體。


錐狀星雲NGC 2264:孕育新星的「創生之柱」

2002年9月5日:觀測到「環中之環」星系中存在大量的新生星體。


奇妙星系「環中之環」

2002年12月19日:哈勃望遠鏡觀測到正在形成的微小星系--POX 186。其大小只有900光年,含有1000萬個星體。相比之下,我們銀河系大小是10萬光年,包含100億個星體。

2003年12月4日:觀測到我們銀河系近臨星系NGC 604中大量新生星體發出的燦爛光焰。NGC 604離我們僅270萬光年,其中的星體非常年輕。


銀河系近臨星系NGC 604發出的太空焰火

2004年2月3日:科學家觀測到白矮星系NGC 1569中發現大量的新星誕生活動。科學家認為在2500萬年前該星系中突然誕生大量新星。

同時,錢德勒望遠鏡也發現了大量類似的現象:

2000年5月17日:對哈勃北方天區深場影像(Hubble Deep Field North)的觀察發現星體劇烈誕生的證據。

2001年6月5日:觀察到新星體暴生星系觸角(Antennae)星系中十幾個強烈的X-射線源。


觸角星系中璀燦的光源

2002年12月8日:觀測到年輕的星體團簇RCW 38大量的新生星體發出的強烈X-光,科學家推測直到今天這個新星體還在產生大量的星體。RCW 38距離地球僅6000光年。


年輕的星體團簇RCW 38中的寶石般的新生星體

2003年5月26日:觀察到兩個正在形成的「太陽系」,TW Hydrae 和 HD 98800,它們距離地球僅180光年。

(5) 銀河系的變化

目前來自眾多天文望遠鏡的觀測數據顯示,銀河系也已經或正在發生著劇烈的變化。

2001年9月5日:錢德勒望遠鏡網站新聞報導,科學家觀察到銀河系中心超級黑洞附近發出強烈的X-光,可能是黑洞吞食了周圍的星際物質所產生。

2002年1月9日:錢德勒望遠鏡拍攝到美麗的銀河系中心的高能全景圖,顯示出銀河系中心新生星體,黑洞和高熱氣體的劇烈活動。


銀河系中心絢麗多彩的景觀

2002年6月11日,太空新聞網報導,在2002年6月新墨西哥州ALBUQUERQUE舉行的美國天文學會第200周年年會上,克利斯・馬丁報告了他們的一項研究結果。該研究表明,我們銀河系正在進入一個新的時代,一個龐大密集的星際氣體圓環正在銀河系中心附近匯集,其密度將達到能夠高頻產生新星體的程度,新星誕生的頻率將高達目前的100倍,銀河系的景觀將會非常絢麗。

即將產生的新星體很多是一些大質量短壽命的星體。當它們死亡時,它們以高速釋放的重質量元素,成為星系中其它長壽命類似於我們太陽一類星體的種子。該項研究者指出,現在我們銀河系大約100年能看到一次超新星爆炸,到那時,我們將可以每年看到一次。克利斯・馬丁(Cris Martin)和他的同事利用位於北極的一個天文望遠鏡觀測到的從氣體環中的一氧化碳發出的亞毫米波段幅射分布圖,估計了氣體環密度。研究表明,氣體環中分布著相當於數百萬個太陽質量的物質,氣體環已經接近臨界密度。超過臨界密度時它就會形成一到兩個坍縮於星系中心的氣體雲,從而引發星體的誕生。這種情形大約五億年發生一次。天文學家們曾經在其它的星系中觀察到類似的星體暴生的活動。在新星暴生時,一些物質在被銀河系中心黑洞吸收時,其能量會以兩束電磁幅射的形式沿著黑洞轉軸發出。「巨大的新星暴生可以將銀河系從目前的狀態變為類似於M82星系的一類活躍的星系。」斯塔克說,「幸運的是,能量束飛行的方向是離開銀河系平面的,否則的話,地球上的生命就會周期性的完全滅絕。」該研究揭示了銀河系超新星時代的來臨。斯塔克暗示我們人類可能有機會目睹這壯觀的宇宙「焰火」。(http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/boom_times_020610-1.html)

2002年7月22日太空網報導,銀河系的巨型氣雲W49內發現有100多顆新星體。所有這些星體至少比太陽大15倍,有些甚至比太陽大120倍,顯得非常強烈活躍。目前雖然用光學技術難以觀察到這些新星體,但是它們發出的無線電波和紅外線及其它射線致使它們能夠被科學家探測到。歐洲南方觀測台的Nicole Homeier說,「我們在那裡發現了四個大質量星團,星體質量是我們太陽的120倍──是正真的『飛彈』,以難以置信的星際強風和強烈的紫外線轟炸著周圍。」 Nicole Homeier 和她的同事Joan Alves運用歐洲南方觀測台設在智利的3.5米新技術望遠鏡上的紅外相機對W49中一個特殊區域W49A進行了觀測。「無線電天文學家早就知道W49A是銀河系中最強大的星體形成區域之一,「Alves說,「實際上我們的發現很令人吃驚:該星際母體區域遠比我們開始想像的大,而且還沒有停止形成星體。我們現在有證據表明該區域有100多顆新星體,要比我們迄今所知道的若干個要多得多。」

2002年11月8日太空網(http://www.space.com)報導,天文學家們用哈勃望遠鏡在銀河系內觀測到一個正在」奔逃「中的黑洞。這次發現的黑洞代號為GRO J1655-40,這是迄今發現的第一個在銀河系內部快速飛行的黑洞。 天文學家表示,新發現的黑洞就像出膛的炮彈一樣在飛奔,時速達到40萬公里,比鄰近恆星運動速度快4倍。其跑動速度如此之快,證明它很可能是在超新星爆發過程中被「投擲」出來的。目前其運動大致方向是朝著地球飛來。

2003年1月3日,《科學》雜誌刊發了一期特別期刊介紹銀河系中球形星團中發生的巨變。對銀河系球形星團的觀測發現了許多震憾人心的大變動。天文學家指出如果我們能夠在距離星團核心較近的區域觀察這些球形星團,我們會發現那裡的夜空無比絢麗多彩。其中羅伯特・伊里恩(Robert Irion)教授的文章「銀河系中不平靜的群星」集中介紹了在銀河系球形星團中觀察到的壯觀景象。 在地球上,在距離太陽幾光年之內我們只能看到為數不多的幾個恆星,但是在這些球形星團附近卻有十萬個以上的恆星。這麼多星體薈萃在這麼小的空間裡,因此星團裡面熱鬧非凡,眾多的雙星系統以幾小時,甚至以幾分鐘為周期互相環繞著,脈衝星一分鐘自轉上1000周,他們運動的軌道互相交叉穿越。在計算機模擬圖象中,眾多的星體就像繞著街燈飛行的一大群飛蛾。星體之間的相互作用的景象使人眼花繚亂。星團中星體的相互作用使許多星體被拋射到星團外圍或遠離星團的空間;許多星體甚至互相碰撞成為新星體。


群星薈萃的銀河系球形星團

2003年1月6日,太空網新聞報導,天文學家在對銀河系中心特大質量黑洞進行了長達163小時的觀測。美國錢德勒X射線觀測台提供的新數據表明,我們銀河系中心的黑洞活動頻繁,每天都發生著爆炸,偶爾還發生大爆炸。(http://www.space.com/scienceastronomy/ cosmic_monster_030106.html)

2003年1月6日,太空網新聞報導,天文學家發現銀河系被一個以前沒有見過的、由古老的星體所組成的巨環所環繞。新發現的圓環上大約有1億到5億顆星體組成,在銀河系邊緣外發現了這麼多星體,對天文學家是個驚訝。
(http://www.space.com/scienceastronomy/milkyway_ring_030106.html)

銀河系星環

2003年1月7日,哈佛-史密斯索尼安天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)網站報導,勒斯・羅貝爾(Alex Lobel)領導的一國際天文學家小組在西雅圖召開的第201屆美國天文學會議上宣布,他們在2000年觀測到了超巨星Rho Cas發生的巨型爆發,其爆發噴射物的質量是地球的1萬倍。該星體爆發所損失的質量比以往觀測到的其它任何一次爆發都要多。Rho Cas (Rho assiopeiae)屬於銀河系中的仙後座星群。
(http://cfa-www.harvard.edu/press/pr0302.html)


Rho Cas 爆發示意

2003年5月27日每日科學網站(http://www.sciencedaily.com)報導,銀河系中正在形成眾多的「太陽系」。以佛羅里達大學天文學家為首的研究組利用位於亞利桑那州直徑兩米的天文望遠鏡在銀河系的獵戶座(Orion)和英仙座(Perseu)的年輕星體團簇中發現了7個正在形成的行星的氣體圓盤,使類似的准行星系統在數量上翻了一番。

這些由巨大氣體雲團組成的圓盤,圍繞著各自的嬰兒星體,距離地球約1000光年。這些旋轉的圓盤中的氣體有的會被中心正在形成的恆星吸收,有的會匯聚成塊而演化成行星,整個系統最終會形成類似我們太陽系的二維行星系統。另外研究組還發現,行星在這類圓盤中形成的速度比科學家們原先認為的要快得多,形成時間大約為三百萬年而不是過去認為的一千到一千兩百萬年。這一時間對於壽命為上百億年的恆星而言是極為短暫的。令人吃驚的是,這次發現的圓盤出人意料的大,比原先發現的圓盤大10到100倍,每個圓盤的直徑橫跨上千個天文單位(一天文單位為從地球到太陽的距離)。而我們太陽系的直徑為僅60個天文單位。2003年9月24日太空網消息,美國維吉尼亞大學和麻薩諸塞大學的科學家通過觀測發現,數以千計的星體正從鄰近的人馬矮星系剝離,象義大利面似的纏繞著穿過進入我們銀河系;人馬矮星系正被銀河系吞噬,目前它只剩下先前的痕跡。人馬矮星系質量要比銀河系小一萬倍。從可見光看,人馬矮星系中的星體光線朦朧。「假如人們有雙對紅外線敏感的眼睛,人馬矮星系的內部就會成為掠過我們天空的一個顯著的景觀」,維吉尼亞大學天文學教授Steven Majewski說,「但是在可見光波長段,它們在無數穿過的星體和朦朧塵埃中,變得模糊不清,跨過巨大區域的人馬矮星系就被隱藏起來看不到。」 Majewski說,「人馬矮星系的眾多星體正朝我們現在在銀河系的位置大量落下。外來星系的星體現在離我們相對很近。」

研究人員之一、麻塞諸塞大學的Martin Weinberg說,「人馬矮星系長期被銀河系所吞噬,目前正處於瀕臨解體的最後時刻」。他說, 「人馬矮星系殘骸痕跡的形狀表明銀河系中看不見的暗物質呈球形分布,這個結果十分令人意外。」

2004年4月14日科學每日(http://www.sciencedaily.com)電訊網發布的新聞報導,斯匹哲紅外太空望遠鏡發現了銀河系中又一猛烈的恆星誕生地,展示出煙火般的大質量恆星群,其中最大的比太陽要亮10萬倍。這個恆星誕生地名為DR21,位於銀河系的天鵝座。以前運用無線電及近紅外波段光對其所進行的觀測圖像顯示,從一巨大星雲中放射出一個強大的噴射流,但這僅僅只是其冰山一角。 斯匹哲紅外望遠鏡拍攝的新偽色圖像跨越巨大的空間範圍,DR21位於頂部的中心。從圖中可以看出DR21內部一密集大質量恆星結被一纖細氣體和塵埃雲所包圍,內含多環芳香碳氫化合物的紅色絲狀物向水平和垂直方向伸展穿過此氣體和塵埃雲。一綠色氣體噴射流向下射出穿過恆星群的凸起部分,表明快速移動的熱氣自該區域最大的恆星中噴射出來。DR21的下面則是明顯的恆星形成區。左下大的漩渦雲也被認為是象DR21一樣的恆星養育場,只是形成的恆星要小一些。


DR21的紅外偽色圖像顯示其正在迅猛的誕生新星

2004年5月4日新科學家網報導,澳大利亞的天文學家發現我們所在銀河系外緣有一巨臂。巨臂是由弧形的氫氣所組成,大約有77000光年長和幾千光年厚,沿著銀河系的最外邊緣運行。此發現使得已使用50年之久的銀河系圖不得不重新繪製。天文學家們對這一新發現十分驚訝。2003年,天文學家曾在銀河系外緣靠近新氣體弧處發現有一條星體群,但這些星體是否屬於新臂的一部分還不清楚。

2004年6月22日錢德勒望遠鏡網站報導,天文學家利用錢德勒望遠鏡在銀河系中心發現溫度高達一億度發出強烈的X-射線的龐大的氣體雲。高溫將使它們能擺脫束縛逃出銀河系。科學家對什麼熱源能把氣體加熱到如此高的溫度迷惑不解。

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銀河系中心龐大的高熱氣體雲團

2004年12月23日錢德勒望遠鏡網站報導,科學家在銀河系中心發現三個年輕的星團。


這三個星團:DB01-42、DB00-58、DB00-6都是由年輕而明亮的恆星所組成。


銀河系中心年幼星體群的X射線(藍色)和紅外(綠色)像

(待續)

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