“眾生之柱”宇宙最不可思議圖片之謎破解

2009年04月28日 08:29:50 　來源：科技日報

    如果宇宙也有標志性“建築物”的話，那麼1995年美國宇航局的哈勃太空望遠鏡在天鷹座星雲中用可見光拍攝到的“眾生之柱”（PillarsofCreation）就是其中之一。該圖片之壯觀絢麗被譽為十大宇宙不可思議景象之首，亦是哈勃最聲名顯赫的傑作。但對于“眾生之柱”究竟是如何形成的卻一直是未解之謎。直到近日美國太空網載文稱，最新研究揭示“眾生之柱”的形成是在周邊恒星輻射作用下，將氣態塊狀結構推進陰影區域而產生的“陰影效應”導致的。

    “眾生之柱”位于天鷹座星雲的巨蛇座恒星形成區域，由塵埃和氣體雲柱組成，能誕生新的恒星，因此又被稱為“恒星子宮”。其距地7000光年之遙，這意味著人類現在看見的“眾生之柱”其實是它7000年前的模樣。此前一直認為該現象的形成很可能與周邊超大質量恒星的光化電離有關，但均找不到確切證據。

    愛爾蘭都柏林高等研究學院天體物理學專家安德魯－李姆及其同事認為，其原因應歸為“陰影效應”。這是一個無線通信係統的說法，由于大型建築物和其他物體對電波的傳輸路徑的阻擋而在傳播接收區域上形成半盲區，從而出現電磁場陰影，這種隨移動臺位置的不斷變化而引起的接收點場強中值的起伏，就是“陰影效應”。而對于宇宙學，光化電離或光蒸發會發生于當恒星釋放強輻射激勵中立氣體雲形成電離氣體熾熱外層的過程中，熾熱外層噴射的熱氣體像爆炸物一樣快速膨脹，向外釋放衝擊波進入所有的周邊氣態塊狀結構。

    而最新的模擬顯示，氣態塊狀結構進入到宇宙氣體和灰塵構成的黑暗區域後，形成了密集的結狀結構。結狀結構附近的陰影將過濾強紫外線輻射，而這些紫外線輻射可能影響其後氣態結構的形成。因而，盡管輻射轟炸產生的氣體不穩定性也可作為“眾生之柱”的形成因素之一，但“陰影效應”應是主要原因。4月22日，在英國赫特福德大學召開的“天文學和太空科學周”的活動上，研究人員宣布了這一結果。

    “眾生之柱”形成之謎的破解有助于天文學家更好地理解宇宙中柱狀結構或類似的氣體環境。研究人員現已從觀測數據中可以推算出該柱狀結構的大致體積和壽命，並利用2D和3D計算機模型測試了各不不同的氣態塊狀結構，以便下一步將研究重點放在“眾生之柱”的磁場和重力效應上。（張夢然）

科學家解釋:宇宙中神秘"創造之柱"形成之謎(圖)

位於天鷹座星雲的壯觀“創造之柱”

科學家進行“創造之柱”3D構造電腦模擬

    據美國太空網報道，“創造之柱”是美國宇航局哈勃太空望遠鏡拍攝的最為著名的照片，這一景象實際上是指天鷹座星雲中形成恒星的區域，它非常壯觀絢麗，但對於“創造之柱”是如何形成的仍是一個未解謎團。目前，研究人員最新研究揭示，創造之柱的形成源自周邊恒星輻射之下推進陰影區域的氣態塊狀結構。

    依據最新模擬顯示，像這樣的氣態塊狀結構進入到宇宙氣體和灰塵構成的黑暗區域，然後形成密集的結狀結構，在結狀結構附近的陰影將過濾強紫外線輻射，這些紫外線輻射可能干擾未來的氣態結構形成。

    這項研究有助於天文學家更好地理解宇宙中柱狀結構或類似的氣體環境，創造之柱起到“恒星子宮”的作用，能夠誕生新的恒星。愛爾蘭都柏林高等研究學院天體物理學研究員安德魯-利姆(Andrew Lim)說：“迄今為止在圖書文獻資料中沒有提及關於這種柱狀結構是如何形成的，只是認為它的形成很可能與周邊超大品質恒星光化電離(photo-ionization)現象有關。”

    利姆解釋稱，光化電離或光蒸發通常發生於當恒星釋放強輻射激勵中立氣體雲形成電離氣體熾熱外層的過程中，熾熱外層噴射的熱氣體像爆炸物一樣快速膨脹，向外釋放衝擊波進入所有的周邊氣態塊狀結構。

這一過程將解釋創造之柱如何堆積形成天鷹座星雲最為顯著的標識性天體結構，據悉，創造之柱距離地球7000光年，1995年美國宇航局哈勃太空望遠鏡首次進行觀測。光年是指光傳播一年時間的距離，相當於10萬億公里(6萬億英里)。

    利姆告訴美國太空網說：“我們從觀測數據中可以推算出該柱狀結構的大致體積和壽命。”之前的研究發現只有氣態塊狀結構可能促使創造之柱的形成，但依據目前最新研究顯示，陰影區域產生的效應是形成創造之柱的主要原因，儘管輻射轟炸產生的氣體不穩定性也可作為形成因素之一。利姆強調稱，或許這項最新模擬實驗最令人驚奇的發現就是最大的氣體塊狀結構並不是柱狀氣態結構形成的必要條件。

    另一項令人感興趣的效應來自輻射“點聲源”(point source)模型，比如：恒星將產生輻射轟炸的光化電離效應，能夠強烈地影響氣態結狀結構從而潛在地促進創造之柱增長，其原因在於氣態結狀結構比扁平表面擁有更大的表面積。

    利姆和同事們使用計算2D和3D模型測試了許多大小和構造不同的氣態塊狀結構，他們下一步將計劃研究創造之柱的磁場和重力效應。據了解，在之前的一項研究中，現實宇宙環境下天鷹座星雲的創造之柱已被一次巨大的超新星爆炸所摧毀，但由於相距7000光年之遙，在未來1000年內從地球角度進行觀測時創造之柱仍保持著未被破壞的結構。目前，這項最新研究結果發表在本週英國赫特福德郡大學召開的歐洲天文學和太空科學周會議上。

    (來源：騰訊科技 悠悠/編譯)

延伸閱讀1→

國際天文年宇宙圖片展 奇特的"宇宙之手"(組圖)

 據英國《新科學家》雜誌網站消息，為慶祝2009國際天文年，來自世界多個國家的天文學家今年4月初舉行了一個名為“天文100小時”的活動。作為該活動的一部分，主辦機構展出了一組精美的宇宙照片，其中包括奇特的“宇宙之手”和“雪茄星系”。

    1、木星鬼影

    美國宇航局“星系演化探測器”捕捉到了“NGC 3242”行星狀星雲附近的這幅奇妙的紫外圖像。“NGC 3242”行星狀星雲通常也被為“木星鬼影”(圖片中心藍色和白色區域)。它位於長蛇座內，距離地球大約1400光年。由於其樣子很像太陽系最大的氣態行星，所以這種星雲有時候被稱為木星鬼影。

    2、三角座星系

    這是一幅由“斯必澤”太空望遠鏡所拍攝的“M33”星雲紅外圖像。“M33”星雲也被稱為三角座星系。它距離地球約為290萬光年。圖片中星雲的各組成部分與塵埃混合在一起，發出淡綠色的光芒；而恒星的形成區域則呈橙紅色。M33是本星系群裏一個中型的螺旋星系，因為它位在三角座內，所以也常被稱為是三角座星系。它離銀河系不遠，因此它的視張角足足有滿月的兩倍，用一副好的雙筒望遠鏡就能看到它。上面這張高解析影像，清楚地顯示星系組成化學元素所發出的光，紅色的輝光是來自氫元素，氧輻射出藍色的輝光。拍攝這張影像的目的是要清楚分辨出發射星雲和恒星，以方便研究星系如何產生恒星。

    3、宇宙之手

    一顆超大恒星的高密度殘留物照亮了周圍的氣體和塵埃，形成了圖中所示的形狀，看起來就好象是宇宙的一隻手掌。在宇宙手掌的根部，那顆亮藍色的脈衝星被稱為PSR B1509-58脈衝星。在這張由錢德拉X射線太空望遠鏡拍攝的照片中，PSR B1509-58脈衝星周圍星雲釋放出高能X射線，這些X射線呈現綠色，而脈衝星以每秒7周的速度高速旋轉，不斷向周圍環境釋放能量，從而形成了魔幻景象--此景看上去就像是一隻手伸向紅色的宇宙光芒。

    4、星系三重唱

    圖片顯示的是被稱為“Arp 274”的星系系統。“Arp 274”系統是由三個相互作用的星系組成，且三個星系似乎呈現相互碰撞的趨勢。事實上，中間和右側的兩個較大星系似乎已經有些糾纏。不過，它們的接近僅僅是一種幻想。

    5、“NGC 3582”星雲

    事實上，恒星形成區並非千篇一律都是明亮的區域。本圖所顯示的“NGC 3582”星雲就證明了這一事實。“NGC 3582”星雲位於船底座，距離地球大約1萬光年。圖中，黑暗模糊的塵雲與年輕恒星的紫外線所激活的發光氣體共同充滿了星雲的各個角落。

    6、“NGC 3359”星雲

    圖中顯示的是“NGC 3359”星雲中心剛剛形成的一根根長條。“NGC 3359”星雲是位於大熊座的一個螺旋星雲，距離地球約為4900萬光年。恒星、氣體或塵埃，被拉長或拉成矩形狀，就形成了這些明亮的長條。這些長條在螺旋星雲中較為常見。

    7、“NGC 7793”星雲

    圖片顯示的是“NGC 7793”螺旋星雲的混亂結構。在該星雲中，雖然有可能看清一些旋渦，但很難識別每一個單獨的螺旋臂。“NGC 7793”星雲距離地球大約1250萬光年，是玉夫星座中最明亮的成員之一。

    8、雪茄星系

    “M82”星系，又稱雪茄星系。當科學家採用紅外線光學技術進行觀測時，“M82”就呈現出雪茄模樣(左圖)，雪茄星系的名稱也由此而來。但採用X光技術進行觀測時，則呈現出另一種圖像(右圖)。“M82”星系距離地球約1200萬光年。它正經歷中年時代活躍的恒星形成期。在它的核心區發生最激烈的暴髮式恒星形成。M82與其臨近的大星系M81相互作用，是造成恒星一切‘騷亂’的原因。不過，銀河系是比較安穩的地方，恒星的產生和衰亡過程進行得較平緩，塵埃主要集中在銀道面附近。

延伸閱讀 2→

天文學家探測到一顆星系距離地球5億光年，呈車輪外形，像萬花筒一樣絢麗

    據英國每日郵報報道，這是一個壯觀的車輪狀星系，該星系的直徑為10萬光年，這個美麗星系在全球80個望遠鏡“24小時網路線上直播”活動中亮相，該活動是“2009年國際天文年”天文活動項目之一。

    這個萬花筒狀的星系距離地球5億光年，它不同尋常的外型是由於幾百萬年前1顆小型星系災難性碰撞結果。它的車輪狀氣體中生成壓縮波，這將引發恒星爆炸式誕生，在星系邊緣照亮。

    如圖，這張壯觀的星系結構圖的形成得益於4個不同天文望遠鏡的結合觀測結果，每個天文望遠鏡添加一種色彩層，最終形成這幅合成圖像。星系進化探測器探測到淡藍色部分；哈勃望遠鏡探測到綠色部分；斯皮策太空望遠鏡探測到紅色部分；錢德拉X射線望遠鏡觀測到紫色部分。

    據悉，英國格林尼治時間4月3日9時開始全球80個望遠鏡“24小時網路線上直播”，人們通過網路直播觀測全球80個望遠鏡進一步增強對宇宙的理解認識。

    (來源：騰訊科技 悠悠/編譯)

延伸閱讀 3→

12大美麗如畫行星狀星雲 眨眼星雲酷似眼睛(圖)

據英國《新科學家》雜誌報道，行星狀星雲是太陽似恒星終止生命的最後時刻的精彩呈現，當恒星開始死亡時，先變為紅巨星，之後再演變成為行星狀星雲。實質上，行星狀星雲是一些垂死恒星拋出的塵埃和氣體殼，直徑一般在一光年左右。我們的太陽大約在50億年內開始死亡，最終也將變成紅巨星。雖然行星狀星雲的壽命平均只有3萬年左右，但能幫助重化學元素融合成下一代恒星。以下是來自新書《星系：探索銀河系》中的一些絕對壯觀的行星狀星雲。

    1、眨眼星雲

    此星雲在小型望遠鏡眼中顯得有點暗淡，看起來好像在眨眼似的。沒人知道為何有紅色“蒼蠅”呆在此星雲的兩側。此星雲距離我們2200光年，大小為1.5光年。

    2、回飛鏢星雲

    此星雲其實更適合重新命名為“蝴蝶結星雲”，因為此年輕星雲還沒有達到其成熟形狀。回飛鏢星雲距離我們5000光年，大小為2.1光年。

    3、愛斯基摩星雲

    在此星雲中，一圈氣體輻條包圍二個橢圓形氣體泡泡，其中一個氣體泡泡朝向我們升起，另一個則背對我們，樣子酷似一顆載著愛斯基摩毛皮兜帽的人頭。此星雲距離我們5000光年，大小為2光年。

    4、格麥茲的漢堡包
此漢堡恒星剛好開始從紅巨星向行星狀星雲演變。圖中的暗色帶代表圍繞此恒星旋轉的塵埃。發現這顆恒星的是智利塞洛-托羅羅國際觀測站的天文學家阿托羅-格麥茲，因此科學家們將這顆距離地球6500光年的恒星命名為“格麥茲的漢堡包”(Gomez’s Hamburger)，其大小為0.25光年。

    5、沙漏星雲

    此初看像環的星雲確實具有沙漏狀的氣體，並有一個向我們傾斜的頂托。此星雲距離我們8000光年，大小為0.3光年。

    6、貓眼星雲

    天文學家還不明白此星雲錯綜複雜的旋渦和同中心軸的層層外殼是如何形成的。此星雲距離我們3000光年，大小為1.2光年。

    7、臭蛋星雲

    科學家在此行星狀星雲中探測到了大量的硫。此硫化氫氣體是形成臭蛋氣味的成因，因此這一星雲得了這個綽號。此星雲距離我們5000光年，大小為1.4光年。

    8、南蟹狀星雲

    這個奇型怪狀的氣體星雲為南蟹狀星雲，因為它像螃蟹的身體和腿。在此星雲的中心有二顆恒星在相互作用，產生這些巨大的外流物質。此星雲距離我們2000光年，大小為2光年。

    9、環狀星雲

    在此紅外線圖像中，其漂亮的氣體翼瓣出現在此主環星雲結構的周圍。這表明在形成此卓越的環之前，其中心恒星開始丟失氣體很長時間了。此星雲距離我們2000光年，大小為1光年。

    10、視網膜星雲

    在此星雲中，明亮的光帶或條紋是氣團和塵埃，氣團和塵埃從這顆瀕臨死亡的恒星中朝不同方向飛散，使整個星雲形成了網狀結構，看上去很像眼睛的視網膜，因此被稱作視網膜星雲。此星雲距離我們1900光年，大小為0.9光年。

    11、旋紋星雲

    此精緻結構星雲中的紅光來自氮氣，而藍光來自氧氣。此星雲距離我們2000光年，大小為0.2光年。

    12、蝴蝶星雲

    這顆垂死的恒星僅僅花了1200年就用其外層氣體塑造成了此脆弱模樣的結構。此星雲距離我們2100光年，大小為0.7光年。

    (來源：搜狐科學 元元)