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第13版:科技生活·探索
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2022 年 01 月 04 日 星期 放大 缩小 默认  

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回顾哈勃望远镜“看”到的宇宙

  日前,哈勃太空望远镜的“继任者”韦伯太空望远镜发射升空,为人类探索更遥远的宇宙深处。哈勃太空望远镜发射于1990年4月24日。在30多年时间里,它像一位勤勤恳恳的宇宙摄影师,为人类拍下了无数发生在浩瀚星际的瞬间,每一张都精彩绝伦。其中著名照片之一被称为哈勃极深场,来自目前所能“看”到的宇宙最深处。而“继任者”韦伯太空望远镜比哈勃望远镜大6倍,有望观测到宇宙更原初和深远的状态,届时发回来的照片不知又是怎样一番景象。

  2013年 “甜甜圈”

  环状星云(Messier 57)的外形好似一个扭曲的果酱甜甜圈,它是由灰尘、氢气、氦气等气体构成的星际星云。在哈勃望远镜拍到这张照片之前,天文学家曾认为它的外形像一个“百吉饼”,但实际上这个星云更像一个果酱甜甜圈,中间还充满着“夹心物质”。环状星云距离地球大约2000光年,直径大约1光年,它位于天琴星座。照片上的它正以每小时69202公里的速度快速膨胀,星云中心区域膨胀速度快于周边环状结构,蓝色部分是发光氦气。

  2012年 哈勃极深场

  哈勃极深场的全称为哈勃极端深空视场。这是哈勃太空望远镜在原先的哈勃超深场的基础上,选取其中最深远的一块中心区域拍摄的,是人类已知的最深远的宇宙图像。

  哈勃极深场中包含大约5500个星系,其中最古老的被确定为132亿年以前。也就是说,人们在这张照片上看到的,其实是这些古老星系在132亿年前发出的光。要知道,根据宇宙大爆炸理论,人类目前已知宇宙年龄才138亿年,哈勃极深场就像是时间隧道,穿越到了遥远的宇宙婴儿期,使人类的视野覆盖到了宇宙演化历程的96%。

  由于地面望远镜无法观测到早期宇宙中的星系如何诞生和演化,在哈勃望远镜发射之前,天文学家只能看到70亿光年外有限的几个星系,仅为宇宙演化历程的50%。

  2007年 船底座星云

  船底座星云(NGC 3372),即位置在南天星座“船底座”处的巨大星云。那里正在发生剧烈的星体诞生和死亡进程,因此天文学家认为那既是恒星的孕育所,也是恒星的坟场。

  这张照片由哈勃望远镜上的高级巡天照相仪拍摄的 48 帧图像拼接而成,是船底座星云中心区域的 50 光年宽的景象。在船底座星云的中心区域,向外流动的风与来自巨型恒星的紫外线辐射,共同打造了船底座星云的夺目外形,形成了这张梦幻般的照片。

  2004年 草莓之夜

  宇宙中一颗未知恒星临近死亡,发生名叫“光回声”的氦闪事件。多年后,地球上观测到了这颗爆发亮度约为太阳的60~100万倍的遥远恒星,并将其命名为“V838 Mon”。

  氦闪通常发生在红巨星阶段的恒星核心,是非常短暂的失控热核聚变。在发生“光回声”的时候,V838的外层大幅膨胀,来自光源的闪光被更远的围绕在恒星周围的物质所依次反射,形成了一幅类似于梵高的油画作品的照片,天文学家将其命名为“草莓之夜”。

  2003年 “巨浪拍岸”

  这幅波澜壮阔的“巨浪拍岸”图,是距离地球超过5000光年的欧米伽星云(又名天鹅星云或梅西耶17)的一部分。虽然看似凶险,但这里是孕育大量恒星的摇篮。星云中的“骇浪”是氢云被年轻大质量恒星雕刻并点亮的“艺术品”。其表面耀眼的橙红色光芒来自被加热的气体,而左侧看似冷淡的绿色区域,实为物质离开星云后形成的温度更高的气体。

  1995年 创世之柱

  创世之柱由尘埃和气体云柱组成,位于天鹰座星云的巨蛇座恒星形成区域,距离地球大约7000光年之遥。这是哈勃望远镜迄今为止拍摄的最具标志性的照片之一。

  创世之柱所在的天鹰座星云也被称为“M16星云”。这个星云的一个小区域内存在大量年轻的大质量恒星,创世之柱沐浴在它们放射的光芒中。这张照片显示的是在可见光下所见的柱子,捕捉到的是气体云多色的辉光、暗宇宙尘埃的卷须,以及星云著名的如铁锈色的大橡树干的柱子。这些柱子上的尘埃和气体被年轻恒星的强烈辐射所灼伤,并被附近巨大恒星强烈的太阳风侵蚀。

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  实际上 这些照片都是PS的

  不得不说明的是,在哈勃望远镜拍摄的原始照片中,只有黑色与白色的阴影,这些色彩艳丽的“星辰大海”,都是根据哈勃望远镜拍回的黑白照片后期PS的科学艺术作品。

  来自天文物体的光其实具有多种颜色,每种颜色都对应一种特定类型的电磁波。但哈勃望远镜使用了特殊的电子探测器,也就是CCD探测器(电子耦合器件),这种探测器可以感受宇宙光线的波谱范围,却无法直接呈现入射光的颜色,所以拍到的照片都是黑白色。

  所幸,为了记录不同波长下的天文物体,哈勃望远镜还设置有特殊的滤光器。其中宽带滤光器可以让多种颜色通过,比如光谱中整个红色区域或是整个绿色区域,而窄带滤光器只会允许某一种光带通过,一般是原子级别。这样一来,就可以根据元素光谱判定颜色,如红色代表硫元素,绿色代表氢元素,蓝色则代表氧元素等。

  因此,尽管哈勃望远镜拍出的照片是黑白的,但这些照片都包含了基于科学的上色信息。再加上后期对照片进行效果增强,比如给星云增加一点光影,给恒星添加更亮的光线等,就有了这些美丽的科学PS艺术作品。  

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