歐洲望遠鏡拍攝迄今最清晰仙女座星系圖像

【正見新聞網2011年01月07日】

 

仙女座大星系是距離銀河系最近的大型星系,同樣包含有數千億顆恆星。總體而言,這幾個波段的圖像已經可以揭示出恆星完整的演化歷程。赫歇爾 望遠鏡拍攝的目標主要是溫度較低的星際塵埃帶,這是孕育新生恆星的溫床;可見光波段看到的是成年恆星;而XMM-牛頓望遠鏡所拍攝的則是恆星垂死時的最後絢爛。


  這是仙女座大星系迄今最清晰的遠紅外波段圖像。由赫歇爾空間望遠鏡於2010年聖誕節期間拍攝。圖中有一個明顯的塵埃環,這可能是一個小型星系核仙女座星系相撞的結果。


  這是一張由XMM-牛頓望遠鏡於2010年聖誕節期間拍攝的X波段仙女座星系圖像。圖中顯示了該星系中的數百個X射線源,其中很多集中 於星系核心位置,那裡的恆星密度最高。這每一個X射線源都對應一個垂死的恆星系統。它可能是爆炸的恆星衝擊波或碎屑,也可能是一對垂死的雙星系統。


 這是一張紅外線波段和X射線波段圖像的疊加合成圖,一個對應恆星的初生,一個對應恆星的死亡。這些信息非常寶貴,由於大氣層的阻擋,地面的望遠鏡無法獲取

據大陸媒體1月7日報導,近期兩架歐洲航天局下屬的空間望遠鏡通力合作,獲取了迄今為止最清晰的仙女座大星系(M31)各波段圖像。赫歇爾空間望遠鏡拍攝了仙女座星系迄今最精細的紅外波段圖像,讓科學家得以見到其中正在形成的恆星;而XMM-牛頓望遠鏡拍攝的X射線波段圖像則展示了垂死的老年恆星發出的強烈 X射線。

在2010年的聖誕節,歐空局的赫歇爾和XMM-牛頓空間望遠鏡對距離銀河系最近的大質量星系——M31仙女座星系進行了詳細觀測。這個星系和銀河系非常相似,兩者都含有上千億顆恆星。而在此次拍攝的迄今最精細遠紅外圖像上,科學家們知道仍然有大量的“嬰兒”恆星正在誕生。

赫歇爾空間望遠鏡在遠紅外波段非常敏感。它能穿透迷霧,看到一個個塵埃氣體組成的“蠶繭”。這些塵埃雲團正是恆星的初生之所。它們在其中逐漸累積物質,增加質量,並在可長達數億年的過程中依靠引力進行著緩慢的成長。隨著物質密度上升達到臨界,這些初生的恆星將首次發出可見光。此後,恆星將衝破束縛自己的塵埃雲團,成為我們能看得見的,發光(可見光)的恆星。

很多星系都是漩渦狀的,但是仙女座星系顯得與眾不同。因為它在距離核心約75000光年的地方有一個巨型的塵埃環。一些天文學家懷疑這個塵埃環可能形成於仙女座星系最近與另一個星系的相撞事件。此次最新的赫歇爾望遠鏡圖像則揭示出更多細節,從中可以看到至少5條包含恆星新生區的塵埃環帶。

幾乎與此同時,歐空局的XMM-牛頓望遠鏡拍攝了仙女座星系的X射線圖像並在隨後被疊加到了紅外波段圖像上。這是有趣的對照,因為赫歇爾望遠鏡的圖像一般對應的是恆星的新生,而XMM-牛頓望遠鏡的圖像對應的是恆星的死亡。

XMM-牛頓望遠鏡的圖像上可以見到這個星系中存在數百個X射線源,其中許多集中於星系核心位置,這一位置恆星密度較大。這些射線源中的一部分是恆星爆發之後拋出的高溫衝擊波和碎屑,另外一部分則來自垂死的雙星系統。

在第二種情景中,一對雙星系統中的一顆成員星已經死亡,形成了白矮星或中子星。它的強大引力將從鄰近的伴星身上奪取物質。當這一物質流進行傳輸時,物質被加熱,從而發出強烈的X射線輻射。最終,它的伴星將被奪走大量的物質,質量大大下降;而那顆已經死亡的恆星卻偷到了大量的氣體。這些氣體包裹著這具死屍,它的質量增加,最後引發劇烈爆炸。

紅外線和X射線波段圖像可以為我們提供重要的信息,這些信息是設在地面的望遠鏡所無法提供的,因為地球大氣層會吸收紅外線和X射線。在地面上能看到眨著眼睛的星星,這似乎很浪漫,但是它卻損失了很多信息。可見光只能讓我們看到青壯年的恆星,而紅外線和X射線的圖像則向我們呈現了恆星初生和瀕死時的摸樣。

如果天文學家想要理解恆星的演化機制,我們就必須了解它整個的演化過程。這也就是赫歇爾和XMM-牛頓空間望遠鏡最大的價值所在。

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