NASA顶级天文台联手捕捉了正在内爆的恒星,呈现迷人的3D效果

这张图像为我们认识这个恒星天体提供了新的视角。
an image of the crab nebula
这张新的蟹状星云多波段图像结合了来自钱德拉X射线天文台的X射线(蓝色)、来自哈勃空间望远镜的可见光(黄色)以及由斯皮策空间望远镜观测到的红外光(红色)。NASA、ESA、J. DePasquale (STScI) 和 R. Hurt (Caltech/IPAC)

在国家篮球协会(NBA)中,球队要想取得成功,通常需要拥有“三巨头”:一支由三名强力球员组成的组合,将球队推向总决赛。迈阿密热火队有勒布朗·詹姆斯、克里斯·波什和德维恩·韦德;金州勇士队有克莱·汤普森、斯蒂芬·库里和德雷蒙德·格林;当然,芝加哥公牛队还有迈克尔·乔丹、斯科蒂·皮蓬和丹尼斯·罗德曼。

如今,事实证明NASA也有自己的“三巨头”:钱德拉X射线天文台,以及哈勃和斯皮策空间望远镜。它们被统称为“大天文台”,最近它们结合数据,绘制出了蟹状星云的三维图像,其效果不亚于任何一枚NBA总冠军戒指。

研究人员利用大天文台的二维图像创作了这张星云的解读图:钱德拉提供了X射线,哈勃提供了可见光,斯皮策提供了红外光。通过仔细研究这些不同波长并更好地理解它们如何相互嵌套,来自马里兰州空间望远镜科学研究所、加州理工学院/IPAC以及马萨诸塞州天体物理学中心的团队得以将它们三维地组合起来。你们可以在他们制作的配套视频中看到完整的成果。该图像将在本周于夏威夷檀香山举行的美国天文学会会议上首次亮相。

“看到一个天体的二维图像,尤其是像蟹状星云这样复杂的结构,并不能很好地展现其三维特性,”空间望远镜科学研究所可视化科学家弗兰克·萨默斯在新闻稿中说道。“通过这种科学解读,我们希望帮助人们理解蟹状星云相互嵌套和连接的几何结构。多波段观测的相互作用照亮了所有这些结构。如果不结合X射线、红外线和可见光,你就无法获得完整的画面。”

这张令人惊叹的新可视化图为我们认识这个已观测了几个世纪的恒星天体提供了新的视角。早在1054年,中国天文学家就注意到了他们认为是新出现的一颗星星,当时它的亮度是金星的六倍。美洲原住民也在岩画中记录了这一证据。但他们并没有目睹一颗新星的诞生——而是目睹了一颗旧星的死亡。那是一次如此明亮的超新星爆发,以至于白天都能看到一个月之久。

这颗垂死之星释放出能量,照亮了周围的气体,形成了星云:巨大的星际气体和尘埃云。虽然有些星云是在活着的恒星激发其内部物质时形成的,但另一些,比如这个,则出现在恒星死亡时,被称为超新星遗迹。当英裔爱尔兰天文学家罗斯勋爵在1844年发现它时,他将其命名为蟹状星云,因为其触手状的形态。

如今,在2020年,我们有了更深入的了解。这张三维图像揭示了蟹状星云——你可以在金牛座星座中找到它——并非是那种巨大的冲击波将气体加热到数百万度组成的经典超新星遗迹。它实际上是一个脉冲星风星云,燃烧温度稍低,但仍然威力强大。本质上,它由一颗中子星组成,这是1054年死亡恒星的超紧凑、超致密的内核。这个核心以非常精确的方式每秒发射30次辐射脉冲,进而激发周围的气体,将它们照亮,形成我们所看到的蟹状星云。

NASA的宇宙学习项目(Universe of Learning)也协助制作了这张图像,希望它能帮助公众与正在进行的任务建立联系,并提高科学兴趣和素养。该项目已将蟹状星云视频提供给世界各地的博物馆和天文馆。如果一切顺利,将会有更多人意识到像钱德拉、哈勃和斯皮策这样的“巨头”有多么强大。

 

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杰西卡·博迪

特刊项目副主编

杰斯·博迪于 2019 年在 PopSci 担任编辑助理。自那以来,她曾协助编辑科学版块,制作过健康系列节目“试管婴儿”,现在作为特刊项目主编,她负责音频项目。


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