眾眼看宇宙

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡首次在一顆木星大小的太陽系外行星的大氣中拍攝到了有機(jī)分子——甲烷。這一發(fā)現(xiàn)是太陽系外有可能存在生命的重要佐證。只要處于合適的環(huán)境下，甲烷能夠在導(dǎo)致生命出現(xiàn)的那些化學(xué)過程里扮演重要的角色。這幅幻想畫展示的是系外行星HD 189733b，畫面中其母恒星正從行星大氣邊緣升起。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在一顆垂死的類太陽恒星周圍探測到一個由塵埃和氣體構(gòu)成的發(fā)光氣泡，首次揭示了行星狀星云NGC2371的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在NGC2371中心可見的恒星遺骸表面溫度為240000度，它是此前的紅巨星在吹開外層后裸露出來的超高溫?zé)岷?。圖中引人注目的粉色云是冷而致密的氣體。同樣顯眼的粉色小點(diǎn)代表相關(guān)的致密氣體節(jié)點(diǎn)。

斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡

天文學(xué)家通過斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡在某顆暗弱恒星周圍可能正在形成行星的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了大量的簡單有機(jī)云和水蒸汽，同時他們還找到了這些分子在該區(qū)域形成的證據(jù)。在同一區(qū)域的另外兩顆年輕恒星周圍，研究者也發(fā)現(xiàn)了水的存在。

在把望遠(yuǎn)鏡的能力發(fā)揮極致后，天文學(xué)家們加深了對行星嬰兒期的認(rèn)識。這將有利于揭開太陽系起源的秘密，甚至在其他行星系統(tǒng)中找到生命的跡象。

斯必澤望遠(yuǎn)鏡攜帶的紅外光譜儀曾經(jīng)在一個原行星盤中發(fā)現(xiàn)同樣的有機(jī)氣體，但那次觀測取決于盤的旋轉(zhuǎn)方向?，F(xiàn)在科學(xué)家們有了新的手段來研究成百上千顆年輕恒星周圍的盤狀結(jié)構(gòu)里的原始?xì)怏w混合物。

錢德拉空間望遠(yuǎn)鏡

近鄰星系中的氧氣工廠

這張錢德拉空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖片，展示了大麥哲倫星云中一顆大質(zhì)量恒星爆發(fā)后的殘骸。圖中的超新星遺跡（SNR）N132D是大小麥哲倫星云中最亮的一個，像它這樣的富氧遺跡非常少見?？茖W(xué)家們認(rèn)為我們在地球上呼吸的大多數(shù)氧氣都是來自類似這樣的爆發(fā)。

圖中的顏色分別表示了低能X射線（紅色）、中能X射線（綠色）和高能X射線（藍(lán)色）。在圖示區(qū)域、特別是中央附近的綠色部分探測到了大量的氧。錢德拉望遠(yuǎn)鏡探測到的這些富氧區(qū)域的位置與哈勃望遠(yuǎn)鏡探測的結(jié)果十分吻合。不過，在N132D發(fā)現(xiàn)的這種正在膨脹的橢球形氧氣殼在G292.0+1.8 和 船尾座 A中并沒有觀測到， 后兩者也是銀河系中的富氧超新星遺跡，年齡與N132D相近。這層殼的起源還不確定，但有可能是在爆炸發(fā)生后不久由一個“鎳泡”產(chǎn)生的。

這些觀測的最終目的是確定爆發(fā)恒星的質(zhì)量上限，并進(jìn)一步了解這些大質(zhì)量恒星是如何爆炸并向周圍空間散播諸如氧等重元素的。

星際大爆炸動作的回放

這張X射線和光學(xué)波段的混合圖片顯示了大麥哲倫星云（LMC）中一次劇烈的超新星爆發(fā)。LMC是距離地球160000光年的一個小星系。爆發(fā)后的殘骸是超新星遺跡SNR 0509-67.5，見圖中右上錢德拉X射線照片，其中能量最低的X射線顯示為紅色，較高的為綠色，最高的為藍(lán)色。2004年，科學(xué)家利用錢德拉望遠(yuǎn)鏡探測了SNR 0509-67.5的元素豐度，在對諸如硅和鐵等元素進(jìn)行分析之后，發(fā)現(xiàn)該天體很可能是由一顆Ia型超新星造成的。

右下角的回光圖像由位于智利托洛洛山泛美天文臺的布蘭科4米望遠(yuǎn)鏡拍攝，展示了超新星爆發(fā)初期發(fā)出的光線被大麥哲倫星云內(nèi)部的塵埃云反彈的景象。來自這些回光的光線比直接射向我們的光線多經(jīng)過了一段路程，因此在超新星爆發(fā)的數(shù)百年后才能看見。

大圖是來自大麥哲倫星云的光學(xué)圖像，由密歇根大學(xué)0.9米口徑的卡提斯-施密特望遠(yuǎn)鏡拍攝。圖中氫的發(fā)射譜線為紅色，單電離態(tài)硫?yàn)榫G色，雙電離態(tài)氧為藍(lán)色。圖片集中展示了大麥哲倫星云中的恒星形成區(qū)域，包括超新星遺跡和被多顆超新星雕刻出的巨大結(jié)構(gòu)。

天文學(xué)家們第一次利用雙重手段即用X射線觀測超新星遺跡，同時用光學(xué)手段觀測爆發(fā)后正在擴(kuò)展的回光，來評估超新星爆發(fā)的能量。以此得出的結(jié)論是這顆超新星爆發(fā)于大約400年前，比一般的超新星明亮、能量也更大。對一顆多年前地球上就可以看見的超新星而言，這是迄今為止對其能量做出的最精確判斷。

科學(xué)家們用斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡來判斷像太陽系這樣的行星系統(tǒng)在銀河系中是否普遍存在。他們發(fā)現(xiàn)至少20%，甚至可能達(dá)到60%的類太陽恒星系中都有可能形成巖態(tài)行星。

斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡并不直接觀察行星，而是在紅外波長范圍內(nèi)探測行星形成時產(chǎn)生的塵埃。溫度最高的塵埃波長介于3.6微米到8微米之間；較冷的塵埃則在70微米到160微米之間的波段。在24微米波段，可以探測到“溫暖”的塵埃。由于離恒星越近的塵埃溫度就越高，這些“溫暖”塵埃與恒星的距離可能與地球和木星之間的距離相當(dāng)。