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2022 年哈勃令人惊叹的 10 大图像

2022 年是充满科学发现和詹姆斯韦伯太空望远镜(The J…

f8a1678c37d99c9a13a2e05028779f0f2022 年是充满科学发现和詹姆斯韦伯太空望远镜(The James Webb Space Telescope,简称JWST)曙光的一年,但哈勃望远镜在 32 年后仍在继续。这是惊人的证据!

这张球状星团 Terzan 5 的哈勃视图,距离我们银河系仅 22,000 光年,揭示了其明亮的核心以及各种颜色和质量的恒星。尽管这张照片很漂亮,但它并没有进入2022 年“前10 名”名单。

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图片来源:ESA/Hubble & NASA, R. Cohen)

2022 年对科学来说是不可思议的一年,有许多新的教训、突破,以及天基天文学詹姆斯韦伯时代的曙光。尽管詹姆斯韦伯在许多方面超越了哈勃的极限,但我们 32 岁的哈勃太空望远镜仍然是人类最伟大的天基光学天文台。以下是 2022 年哈勃拍摄的 10 大图像,以及一系列令人惊叹的科学课程,其中包括许多您以前可能从未见过的照片!

2022 年天文学最伟大的故事来自詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)。

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图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI;Hubble Heritage Team;J. Hester 和 P. Scowen;E. Siegel 编译

这张非凡的三面板图片展示了同一空间区域:创世之柱。左边显示的是1995 年的哈勃视图。在中心,展示了后续的2014 年哈勃图像,以及升级的仪器套件。右侧显示了使用JWST 的NIRCam 成像仪拍摄的2022 年视图。各种特征展示了多波长天文学的力量,以及支柱本身的各种特征。

凭借壮观的红外视图,它以前所未有的方式揭开我们的宇宙。

在 50 天的时间里,总观测时间超过 200 万秒(相当于整整 23 天),由哈勃极限深场 (XDF) 根据先前哈勃超深场图像的一部分构建。XDF 结合了从紫外线到可见光再到哈勃近红外极限光,代表了人类对宇宙最深的看法:一项一直保持到被 JWST 打破的记录。在红色方框中,哈勃望远镜没有观测到任何星系,JWST 的 JADES 巡天显示了迄今为止距离最远的星系:JADES-GS-z13-0。

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图片来源:NASA、ESA、G. Illingworth、D. Magee 和 P. Oesch(加利福尼亚大学圣克鲁兹分校)、R. Bouwens(莱顿大学)和 HUDF09 团队;E. Siegel 注释和拼接

但在光学波长方面,哈勃望远镜仍然无与伦比。

在测量宇宙膨胀时,在 Ia 型超新星发生的同一星系中探测单个恒星(并测量它们的距离/特性)的能力是建立宇宙距离阶梯的关键步骤。哈勃望远镜捕获了 36 个这样的星系,其中包含已识别的造父变星和 Ia 型超新星,这有助于天文学家计算宇宙的哈勃膨胀率。

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图片来源:NASA、ESA、Adam G. Riess(STScI、JHU)

哈勃望远镜于 1990 年发射,其世界一流的能力至今仍能产生尖端的科学成果。

这张图片展示了哈勃超深场中包含的四个星系光谱。光谱告诉我们星系内部的恒星、恒星形成历史、化学富集水平、红移以及与我们的距离。它最终的更宽视场继任者南希罗马望远镜将拥有约 200 倍的视场,并且能够为其中的每个物体拍摄光谱。

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图片来源:NASA、ESA、STScI、Casey Papovich (TAMU);处理:Alyssa Pagan (STScI)

从这里到它的观测极限,让我们倒数 2022 年的 10 大哈勃图像。

10) 星系-类星体混合体GNz7q。这个明亮、尘土飞扬的物体展示了宇宙的转变。

类星体-星系混合体 GNz7q 在此处被视为图像中心的一个红点,由于宇宙的膨胀和它与我们的距离很远而变红。尽管它已经在 GOODS-N 领域暴露了 13 年多,但直到 2022 年才被标记为感兴趣的物体,因为它的光谱揭示了星系和类星体的特性。

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图片来源:NASA、ESA、Garth Illingworth(加州大学圣克鲁兹分校)、Pascal Oesch(加州大学圣克鲁兹分校、耶鲁大学)、Rychard Bouwens (LEI)、I. Labbe (LEI)、宇宙黎明中心/尼尔斯玻尔研究所/哥本哈根大学,丹麦

9) 微透镜黑洞。它们的引力掠过会暂时照亮背景的恒星,微透镜揭示了以前无法看到的黑洞。

通过随着时间的推移观察银河系中心的天空区域,哈勃望远镜捕获了大量银河系恒星,并能够分辨出它们的亮度如何随时间变化。其中一颗恒星在 2011 年 8 月至 2017 年 8 月的插图面板中突出显示,明显但短暂地变亮:与来自黑洞的微透镜事件一致。观察到的微透镜率与天文学家的估计一致,即我们银河系内大约有 1 亿个流动黑洞。

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图片来源:ASA、ESA、Kailash Sahu (STScI);处理:Joseph DePasquale (STScI))

8) DART 创建的双尾巴。在与小行星Dimorphos 相撞后,哈勃望远镜捕捉到了双尘埃尾巴。

2022 年 9 月 26 日,美国宇航局的 DART 任务撞击了小行星 Dimorphos,它是更大的小行星 Didymos 的小卫星。碰撞之后,在 10 月 2 日至 8 日之间形成了一条次级尾巴,这是一个出乎意料的发展。哈勃观测提供了双尾的最佳质量细节。

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图片来源:NASA、ESA、STScI、Jian-Yang Li (PSI);处理:Joseph DePasquale

7) 躲猫猫星系HIPASS J1131–31。这个矮星系包含近乎原始的物质,尽管前景有一颗明亮的恒星,但仍可见。

躲猫猫星系的恒星,也称为 HIPASS J1131–31,即使在我们银河系附近前景恒星的强光下,哈勃望远镜也能看到。躲猫猫星系内的恒星化学富集度极低,表明在宇宙历史上,其中的恒星形成非常少。也许值得注意的是,在躲猫猫星系中发现的唯一恒星只有几十亿年的历史;宇宙最早阶段不存在古老的恒星群,这是一个尚未解开的谜团。

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图片来源:NASA、ESA、Igor Karachentsev (SAO RAS);处理:Alyssa Pagan (STScI)

6) 三倍透镜超新星。相隔8 天,哈勃望远镜在三重重播中看到了同一事件。

2010 年 12 月,哈勃望远镜对星系团 Abell 370 背后的许多天体进行了引力透镜成像。在一个遥远的星系中,一颗超新星爆发了,哈勃对它进行了三次重播,由于每条光路上的引力差异,光到达的时间相隔数天。随着时间的推移,这颗超新星会变亮、变暗和变冷,这些差异可以通过将这三张图像相互比较来揭示,包括最初的和随着时间推移的变化。

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图片来源:NASA、ESA、STScI、Wenlei Chen (UMN)、Patrick Kelly (UMN)、Hubble Frontier Fields

5) 矮星暴星系Henize 2-10。哈勃揭示了恒星、粉红色的云、尘埃带和星系内部的超大质量黑洞。

当一个恒星形成区变得如此之大以至于它延伸到整个星系时,那个星系就变成了一个星暴星系。在这里,Henize 2-10 显示出朝着那个状态演化,在许多地方都有年轻的恒星,在全银河系的许多地方都有活跃的恒星托儿所。

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图片来源:NASA、ESA、Zachary Schutte (XGI)、Amy Reines (XGI);处理:Alyssa Pagan (STScI)

4) 一颗衰落的超新星。随着时间的推移,它的光会显示出一颗明亮、幸存的伴星。

2013 年,一颗超新星在星系 NGC 3287 中爆炸。哈勃望远镜在随后的几年中多次拍摄了该星系和超新星爆炸的位置,不仅识别出消退的超新星光,还识别出稳定的紫外线光源:被识别为超新星前身的伴星。

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图片来源:NASA、ESA、Ori Fox (STScI);处理:Joseph DePasquale (STScI)

3) Hickson Compact Group 40。这个由五个星系组成的星系跨度仅为约 200,000 光年。

虽然在同一空间区域中有许多星系的实例,但它们通常只出现在两个星系之间,或者出现在非常密集的空间区域,比如星系团的中心。看到 5 个星系在不到 100 万光年的空间内相互作用是极其罕见的,哈勃望远镜在这里捕捉到了华丽的细节。

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图片来源:NASA、ESA、STScI;处理:Alyssa Pagan (STScI)

2) 带透镜的恒星 Earendel。在“日出弧”内,哈勃发现了埃伦德尔:距离我们最遥远的单星。

引力透镜恒星 Earendel、构成背景的日出弧、Earendel 所属的透镜星系以及整个星团 WHL0137-08 都显示在上方的插图和背景图像中。整个星系(称为日出弧)出现了三次,沿着它长长弧线的是更多的镜像星团。Earendel 的独特位置恰好位于最大放大倍率线上,尽管它相对微弱,但仍能被检测到;大多数微弱和遥远的物体对我们来说仍然是看不见的。

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图片来源:NASA、ESA、Brian Welch (JHU)、Dan Coe (STScI);处理:NASA、ESA、Alyssa Pagan (STScI)

1) 碰撞星系对Arp 143。这些扭曲、相互作用的星系产生了富含气体的恒星飞溅。

从视觉角度来看,哈勃对 Arp 143 的看法可能是 2022 年最引人注目和最美丽的图像。一对碰撞星系,包含右边闪闪发光、扭曲恒星的螺旋星系 NGC 2445,以及它不那么华丽的伴星,左边的是 NGC 2444。

图片来源:NASA、ESA、STScI、Julianne Dalcanton 计算天体物理学中心、Flatiron Inst. / UWashington);处理:Joseph DePasquale (STScI)

Arp 143 哈勃图像的这一部分展示了由于两个主要星系成员之间空间中的气体剥离、加热和冲击而形成的新恒星(蓝色)。粉红色区域是恒星形成活跃区域中的电离氢,同时也可以看到新恒星背后背景星系的微弱一瞥。

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图片来源:NASA、ESA、STScI、Julianne Dalcanton 计算天体物理学中心、Flatiron Inst. / UWashington);处理:Joseph DePasquale (STScI)

 

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