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Aug. 21 2023

神祕問號現身太空深處!真相究竟為何?

  • 韋伯太空望遠鏡在拍攝的新影像背景中,竟捕捉到一個閃閃發亮的紅色問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

    韋伯太空望遠鏡在拍攝的新影像背景中,竟捕捉到一個閃閃發亮的紅色問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

  • 在紅色繞射尖光(diffraction spike)的中心可以找到兩顆深埋在氣體和塵埃中的原恆星,它們會將氣體和塵埃拉入以增加質量。這些恆星的年齡只有數千年,而恆星需要數百萬年才能完全形成。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

    在紅色繞射尖光(diffraction spike)的中心可以找到兩顆深埋在氣體和塵埃中的原恆星,它們會將氣體和塵埃拉入以增加質量。這些恆星的年齡只有數千年,而恆星需要數百萬年才能完全形成。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

  • 合併星系可能呈現許多令人著迷的形狀。這些合併星係稱為II Zw 096,影像中央附近的紅色斑點暗示此處是壯觀的恆星形成遽增位置。PHOTOGRAPH BY NASA, CALTECH, H. INAMI (HIROSHIMA UNIVERSITY)

    合併星系可能呈現許多令人著迷的形狀。這些合併星係稱為II Zw 096,影像中央附近的紅色斑點暗示此處是壯觀的恆星形成遽增位置。PHOTOGRAPH BY NASA, CALTECH, H. INAMI (HIROSHIMA UNIVERSITY)

  • 這張來自哈伯太空望遠鏡的影像顯示了處於早期合併階段的兩個螺旋星系(合稱Arp 256),它的形狀也像個問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)-ESA/HUBBLE COLLABORATION AND A. EVANS (UNIVERSITY OF VIRGINIA, CHARLOTTESVILLE/NRAO/STONY BROOK UNIVERSITY)

    這張來自哈伯太空望遠鏡的影像顯示了處於早期合併階段的兩個螺旋星系(合稱Arp 256),它的形狀也像個問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)-ESA/HUBBLE COLLABORATION AND A. EVANS (UNIVERSITY OF VIRGINIA, CHARLOTTESVILLE/NRAO/STONY BROOK UNIVERSITY)

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這個天體距離我們的銀河系相當遙遠,可能有數十億光年之遙。但天文學家也在更近的地方發現了類似天體。

韋伯太空望遠鏡在拍攝的新影像背景中,竟捕捉到一個閃閃發亮的紅色問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

韋伯太空望遠鏡在拍攝的新影像背景中,竟捕捉到一個閃閃發亮的紅色問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

最近,有個狀似問號的天體搶了銀河系最著名兩顆恆星的鏡頭。

這個問號是在詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)拍攝正形成恆星──赫比格-哈羅(Herbig-Haro)46/47的新影像中發現的,它們相當知名,天文學家也經常觀測它們,以取得有關太陽如何形成的線索。這兩顆恆星與地球的距離相對較近,約1400光年遠,而且也相對年輕,僅有數千年的歷史。事實上,它們仍處於孕育階段,技術上來說根本還沒有「誕生」──這是指恆星開始以核融合反應發光的時刻。

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這是由韋伯太空望遠鏡上的近紅外相機(NIRCam)所拍攝的第一張雙原恆星(twin protostars)影像,利用比可見光更容易穿透太空塵埃的紅外光拍攝,這也是此波段所能拍攝到的最高解析度影像。

在紅色繞射尖光(diffraction spike)的中心可以找到兩顆深埋在氣體和塵埃中的原恆星,它們會將氣體和塵埃拉入以增加質量。這些恆星的年齡只有數千年,而恆星需要數百萬年才能完全形成。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

在紅色繞射尖光(diffraction spike)的中心可以找到兩顆深埋在氣體和塵埃中的原恆星,它們會將氣體和塵埃拉入以增加質量。這些恆星的年齡只有數千年,而恆星需要數百萬年才能完全形成。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, CSA

韋伯望遠鏡有著驚人的靈敏度,因此得以捕捉到影像中央下方的發光紅色問號。太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)的教育和推廣科學家克里斯托弗.布里特(Christopher Britt)協助計劃這些觀測,他表示這個天體距離我們的銀河系相當遙遠,距離可能有數十億光年。

他覺得最理想的猜測是:實際上這個問號是兩個星系合併所造成的。

「這種情況相當常見,而且在星系的演化過程中會多次發生,」他說:「包括我們自己的星系──銀河系……將在大約40億年後,與仙女座星系合併。」

從問號的奇特形狀中可以找到這是兩個星系的線索。布里特表示,有兩個較亮的點,一個在問號的曲線裡,另一個在問號的點內,這可能是星系核或是星系的中心,而問號的曲線可能是兩個星系相互以旋轉接近時被剝離的「尾巴」。

「它非常可愛。這是個問號……但你可以找到冒號、分號和任何其他標點符號,因為每半小時拍攝的影像中都會有1萬個小光斑。」哥倫比亞大學的天文學家大衛.赫爾芬德(David Helfand)這麼說。他表示,我們所發現的大量發光天體勢必會產生一些偶然的形狀,而我們的大腦已進化到能察覺這些圖案。

天文學家在更接近的地方也看到了類似的天體。2008年哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)所捕捉到的兩個合併星系看起來也像個問號,只是轉了90度。

合併星系可能呈現許多令人著迷的形狀。這些合併星係稱為II Zw 096,影像中央附近的紅色斑點暗示此處是壯觀的恆星形成遽增位置。PHOTOGRAPH BY NASA, CALTECH, H. INAMI (HIROSHIMA UNIVERSITY)

合併星系可能呈現許多令人著迷的形狀。這些合併星係稱為II Zw 096,影像中央附近的紅色斑點暗示此處是壯觀的恆星形成遽增位置。PHOTOGRAPH BY NASA, CALTECH, H. INAMI (HIROSHIMA UNIVERSITY)

這張來自哈伯太空望遠鏡的影像顯示了處於早期合併階段的兩個螺旋星系(合稱Arp 256),它的形狀也像個問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)-ESA/HUBBLE COLLABORATION AND A. EVANS (UNIVERSITY OF VIRGINIA, CHARLOTTESVILLE/NRAO/STONY BROOK UNIVERSITY)

這張來自哈伯太空望遠鏡的影像顯示了處於早期合併階段的兩個螺旋星系(合稱Arp 256),它的形狀也像個問號。PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)-ESA/HUBBLE COLLABORATION AND A. EVANS (UNIVERSITY OF VIRGINIA, CHARLOTTESVILLE/NRAO/STONY BROOK UNIVERSITY)

赫爾芬德說,問號看起來似乎是兩個天體:曲線和點,但也可能不只是巧合排列。他認為如果其中一個天體比另一個更接近地球,那它們也可能是完全無關的天體。

布里特提醒,若只是根據影像中的天體顏色來估計距離可能會有些麻煩。問號的紅色可能代表它的距離很遠(光波在穿過膨脹的宇宙時會拉伸,轉變為更紅的波長),也有可能是它的距離較近,但被天體附近的灰塵遮蔽。

需要更多研究才能確定太空問號的確切距離。布里特說,我們可以藉由測量光度紅移(photometric redshift)來達成此一目標,光度紅移是由不同濾光片觀察到的亮度來決定,但僅能提供距離的估算。以光譜學分析光源發出的光以確定其元素組成,能提供更精確的距離,但得要使用單獨的儀器來測量。

考量到韋伯太空望遠鏡發現有趣目標的數量眾多,這個問號可能永遠不會享有這種待遇。目前,太空問號的來源仍是個宇宙之謎。

 

延伸愈讀:火星上的巨大火山可能曾是座島嶼! 宇宙幽暗深處的嶄新視野 - 國家地理雜誌中文網 (natgeomedia.com)

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