20200424 NGC 2014 & NGC 2020 以璀璨的恆星誕生為背景,慶祝哈伯太空望遠鏡發射 30 週年

2020/04/24 180 天文探索 , 星雲 , 太空望遠鏡 , , , ,

哈伯太空望遠鏡的象徵性影像和科學突破重新定義了我們對宇宙的看法。為了紀念三十年來的科學發現,在哈伯太空望遠鏡 30 年的壽命中,這幅影像是其所觀測到許多湍流恆星苗圃中最上鏡的例子之一。影像的特點是巨型星雲 NGC 2014 和它的鄰居 NGC 2020(左下藍色圓圈),它們共同構成了大麥哲倫雲(大麥哲倫星系)中巨大的恆星形成區的一部分,大麥哲倫雲是銀河系的衛星星系。該影像因為很像海底世界,因此有個暱稱 — 「宇宙礁」


▲ 這張影像由 NASA/ESA 哈伯太空望遠鏡的第三代廣域照相機(Wide Field Camera 3,WFC3)拍攝,為 2020 年哈伯太空望遠鏡 30 週年紀念影像,原始大小為 17043 x 11710 px。圖中星雲 NGC 2014 & NGC 2020 位於劍魚座(Dorado)中,距離我們約 163,000 光年。

西元 1990 年 4 月 24 日,哈伯太空望遠鏡與 5 名太空人在發現號太空梭(Space Shuttle Discovery)上一同升空。一天後,該望遠鏡被部署到低地球軌道,自此,該望遠鏡為我們的文明打開了一雙新的宇宙之眼,對我們的文明產生了革命性的影響。

哈伯太空望遠鏡不僅為天文學家帶來了現代天文學的革命性變化,也帶​​領公眾踏上了探索和發現的奇妙旅程。哈伯看似無止境、令人嘆為觀止的天體快照,為其堪稱典範的科學成就提供了視覺上的速記。與之前任何其他望遠鏡不同的是,哈伯讓所有年齡層的人都能看到天文學的相關訊息,讓人參與其中,並能接觸到它。到目前為止,哈伯任務已進行了 140 萬次的觀測,並提供了數據,世界各地的天文學家利用這些數據撰寫了 17,000 多篇經同行評審的科學出版物,使其成為歷史上最多產的太空觀測站之一。光是其豐富的數據檔案就能為未來的天文學研究提供動力。

每年 NASA/ESA 哈伯太空望遠鏡都會拿出一小部分寶貴的觀測時間來拍攝特別的週年紀念影像,展示特別美麗且具有意義的天體。這些影像繼續以令人興奮又驚喜的姿態向科學家們提出挑戰,並以更加令人回味無窮的觀測結果吸引大眾。

今年,哈伯用兩顆彩色星雲的影像來慶祝這一新的里程碑,影像展示了能量充沛的大質量恆星是如何雕刻出氣體和塵埃的家園。儘管 NGC 2014NGC 2020 在這張可見光影像中似乎是分開的,但實際上它們是一個巨大恆星形成複合體的一部分。這裡看到的恆星形成區域由至少比太陽質量大 10 倍以上的恆星的光輝所支配。這些恆星的壽命很短,只有幾百萬年,而我們的太陽的壽命為 100 億年。

NGC 2014 閃閃發光的中心點是影像中央附近的一組明亮、厚重的恆星,這些恆星已經吹散它們誕生前周遭包裹的氫氣(顏色為紅色)和塵埃。來自該星團的紫外線輻射照亮了周圍的風景。這些巨大的恆星還釋放出猛烈的風,侵蝕著它們上方和右側的氣體雲。這些區域的氣體密度較低,使恆星風更容易吹過它們,形成氣泡狀的結構,讓人聯想到腦珊瑚(Brain Coral),因此星雲獲得這個暱稱 — 「腦珊瑚」

相比之下,NGC 2014 下面的藍色星雲是由一顆比我們的太陽亮度高 20 萬倍的猛獁象恆星(Mammoth Star)塑造的。這是一種罕見的恆星類別例子,被稱為沃爾夫–拉葉星(Wolf-Rayet stars)。它們被認為是最大規模恆星的後代,這種恆星的亮度很高,有強大的風,質量損失率很高。哈伯影像中的這顆恆星的質量是太陽的 15 倍,它正在釋放出強大的風,將周圍的區域清理乾淨。它噴出了外層的氣體,把它們掃成了一個圓錐狀且露出的炙熱核心。這個龐然大物似乎偏離了中心,因為望遠鏡從一個略微傾斜的角度觀察這個圓錐體。再過幾百萬年,這顆恆星可能會變成一顆超新星。星雲燦爛的藍色來自於被加熱到大約攝氏 11,000 度的氧氣,這比周圍的氫氣要熱得多。

恆星不論大小都是由塵埃和氣體雲在引力的作用下坍塌時誕生的。當越來越多的物質落到形成的恆星上時,它最終能在中心處變得足夠熱與密集,從而引發核聚變反應,使恆星(包含我們的太陽)發光。大質量恆星只佔宇宙中數十億顆恆星的百分之幾。然而,它們在塑造我們的宇宙中發揮著至關重要的作用,透過恆星風、超新星爆炸和重元素的產生,塑造了我們的宇宙。

歐洲太空總署(ESA)科學總監 Günther Hasinger 說:「哈伯太空望遠鏡塑造了真正整整一代人的想像力,不僅激勵了科學家,而且幾乎激勵了每一個人。」「這對 NASA 和 ESA 之間的長期良好合作至關重要。」


▲ 星雲 NGC 2014 & NGC 2020 特寫照之可縮放高畫質影像(另開新分頁)


▲ 星雲 NGC 2014 & NGC 2020 在大麥哲倫雲中的地面俯瞰圖,原始大小為 4000 x 3054 px,根據數位巡天2(Digitized Sky Survey 2)的一部分影像製作的。


▲ 星雲 NGC 2014 & NGC 2020 在大麥哲倫雲中的地面俯瞰圖之可縮放高畫質影像(另開新分頁)


▲ 影片觀賞《Hubblecast 128: 30 Years of Science with the Hubble Space Telescope》,這影片重溫哈伯太空望遠鏡運行三十年來的一些重大科學發現,以慶祝哈伯運行 30 週年。

▲ 影片觀賞《Hubblecast 129: Hubble’s Collection of Anniversary Images》,為了慶祝哈伯 30 週年,讓我們回顧一下從 2005 年開始公佈的每一張週年紀念影像背後的美麗與科學。在這段影片中會介紹這張非常特別的 2020 年哈伯太空望遠鏡 30 週年紀念影像。

▲ 影片觀賞《Zooming Into the Cosmic Reef》,讓我們逐漸靠近這個「宇宙礁」!

▲ 影片觀賞《Pan Across the Cosmic Reef》,平移的「宇宙礁」。

▲ 影片觀賞《Cosmic Reef for Fulldome》,「宇宙礁」的沉浸式圓頂影片。

▲ 影片觀賞《3D Animation of the Cosmic Reef》,「宇宙礁」的 3D 動畫。

✎ 參考資料 · References

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