哈勃望远镜如何让一项已有 265 年历史的观星项目得以延续

复古业余天文学邂逅高分辨率 NASA 技术。
Colorful M19 star cluster in NASA Hubble Space Telescope image
这张 M19 的图像包含了哈勃望远镜在紫外线、可见光和近红外波段观测到的数据。哈勃数据中的一个小缺口(右侧中间的水平线)则由地面上的 Victor M. Blanco 4 米望远镜的观测数据填补。NASA、ESA 和 C. Johnson (STScI);图像处理:Gladys Kober

美国宇航局的哈勃空间望远镜拍摄恒星场图像时,它通常看起来更像一幅抽象画,而不是宇宙的真实写照。就球状星团 M14 而言,那些白、蓝、橙色的“颜料滴”是超过 15 万颗恒星,它们密集地聚集在一个距离地球 29,000 光年远的旋涡星系边缘。

当然,自 1990 年哈勃望远镜发射以来,NASA 已分享了许多令人惊叹的宇宙景象。但这张新处理的图像还有另一个值得称道之处——它被称为梅西耶 14,是法国天文学家兼彗星猎人查尔斯·梅西耶自 1758 年开始编纂的数十个天体目录之一。这些天体明亮且用小型地面望远镜相对容易看到,因此在业余天文学界颇受欢迎。

Star-filled Andromeda galaxy in stitched-together Hubble image
这张我们最近的 M31(仙女座星系)的图像,由总共 7,398 次曝光、411 次独立指向拍摄而成,是迄今为止哈勃望远镜拍摄的最大马赛克图像。这张图像包含 15 亿像素,揭示了 M31 这个被嵌入在盘状结构中的超过 1 亿颗恒星和数千个星团。NASA、ESA、J. Dalcanton、B.F. Williams 和 L.C. Johnson(华盛顿大学)、PHAT 团队和 R. Gendler

但五年前,NASA 哈勃团队决定开始在网上发布这位传奇太空望远镜对这些经典目录的观测数据。“这样人们就有机会以他们原本可能无法做到的方式来观看梅西耶天体,”哈勃任务项目科学家肯尼斯·卡彭特说,“尤其是在许多情况下,我们能看到穿过大气层的颜色。”“例如,当人们用地面望远镜观察时,他们看不到紫外线。”

梅西耶于 1730 年出生,他对彗星产生了浓厚的兴趣,最终发现了1769 年的“大彗星”,这颗彗星在近距离掠过地球时,展现出极其长长的彗尾。他的星表源于他在北半球观测到的亮光,这些亮光可能会被误认为是快速移动的冰尘球,他以此来避免其他彗星搜寻者浪费时间。该系列包含了 M14 这样的球状星团、M16(鹰状星云)M1(蟹状星云)这样的星云,甚至还有M31(仙女座星系)。数字表示梅西耶发现这些天体的顺序,尽管他只发现了当前 110 个天体中的 103 个——在 20 世纪中叶,其他天文学家进行了补充

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根据 NASA 哈勃望远镜的副项目经理詹姆斯·杰莱蒂克的说法,哈勃梅西耶星表要新得多。2017 年,他的团队正在集思广益,思考如何让业余天文学界参与进来,并与哈勃的科学研究建立更紧密的联系。“所以我们想,‘好吧,让我们回到那个梅西耶星表吧’,”他回忆道,“这样,业余天文学家就可以通过他们的望远镜观察一个天体,然后与哈勃看到的进行比较。”

寻宝游戏尚未结束——哈勃梅西耶星表目前展示了 110 个梅西耶天体中的 84 个,并将它们绘制在一个交互式地图上——但这部分是由于哈勃团队构建这个收藏集的方式。他们不会故意拍摄新的梅西耶天体图像来添加到目录中,而是等待一个与目标重叠的科学提案。或者,他们会梳理哈勃的存档,寻找尚未发布的合适场景并进行处理(M14 就是这种情况)。“我们认为,在很大程度上,我们已经找到了所有值得制作图像的天体,”杰莱蒂克解释说,“我们会再搜索一次,只是为了确保万无一失。”

Bright white galaxy with black hole in middle in Hubble image mosaic
这张令人惊叹的哈勃图像马赛克是 M104(也称为草帽星系)的。这个几乎侧对着地球的星系标志性特征是其明亮的白色、球状核心,周围环绕着由星系旋臂组成的厚厚尘埃带。M104 的中心被认为是拥有一个巨大黑洞的所在地。NASA 和哈勃遗产团队 (STScI/AURA)

哈勃团队于 3 月 19 日分享了 M14 的图像,这是所谓的梅西耶马拉松的一部分,业余天文学家试图在短时间内观测完所有 110 个梅西耶天体;三月和四月初的天象观测条件被认为特别有利于梅西耶马拉松,因为在春分点前后,所有天体都可以在一夜之间看到。“如果你能看到全部 110 个,无论需要多长时间,你就会成为[官方梅西耶俱乐部]的一员,并获得证书和徽章,”杰莱蒂克说。

对于南半球的观众,NASA 哈勃网站还包括卡德威尔星表的图像,这是 1980 年代由英国业余天文学家帕特里克·摩尔编纂的 109 个可见天体目录,作为梅西耶星表的补充。

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卡彭特说,回想一下,专业和业余天文学家以及公众至今仍然对 200 多年前首次编入目录的天体着迷,这说明了科学是如何随着时间而进步的。

“每次你建造一台新望远镜,无论是在地面还是在太空,只要它的尺寸更大、更灵敏,或者对我们以前从未感知过的不同颜色的光敏感,你就会做出精彩的新发现,”他说。即使在多年从事这一领域之后,望远镜能探测到的东西仍然让他惊叹不已。“这实在是太不可思议了,无论是从科学的角度,还是从纯粹的美学的角度来看。我认为望远镜与其说是科学的创造和诠释工具,不如说它更是艺术创作的工具。”

 

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