首页 » 文化 » NASA揭开宇宙主要天体活动的秘密

NASA揭开宇宙主要天体活动的秘密

  人类自近代探索宇宙400年来,取得了长足的进步。我们知道了地球上再壮观的烟火表演跟超新星爆发相比,都会黯然失色;宇宙中充满着不可思议的物质,一颗方糖大小的中子星就有数亿吨重;还有难以捉摸的黑洞、暗物质、引力波等。

  不过这些重要的天体活动基本都是高能事件,一般的光学望远镜是无法探测到其内部,要揭开它们的本质面纱就得需要X射线天文台的帮助。NASA(美国国家航空航天局)钱德拉X射线天文台,跟哈勃空间望远镜一样,是NASA在20世纪90年代开始发展的四大空间天文台计划之一,在人类的深空探索方面发挥了重要作用。

微信截图_20210302102450.jpg

  NASA钱德拉X射线天文台为回顾和纪录20年来的探索成果,其官方作品《NASA深空探索:钱德拉X射线天文台20年全记录》正式出版发行。它是由NASA钱德拉X射线天文台的5位科学专家撰写,是面向大众的科普作品,从微观到宏观,分别展示了恒星的诞生和死亡、星系、星系团,以及意料之外的探索结果。它用鲜活的图片,以及直观简洁的文字解释,使读者即使对暗物质、引力波等深奥问题也能轻松读懂。

微信截图_20210302102502.jpg

  著名的蟹状星云在可见光下璀璨夺目,但用钱德拉X射线观测,我们才能够揭示蟹状星云的内部核心。其中心是超新星爆发后留下的一颗密度极高、快速旋转的中子星。

微信截图_20210302102515.jpg

  引力波又是什么呢?借助钱德拉的观测,我们知道,如果两颗大质量恒星爆炸后的中子星靠得很近,它们的轨道就会缩小,直到合并,引力波由此产生,它也被称为时空涟漪。有了引力波,我们除了通过电磁波、光谱等手段观测宇宙外,还可以通过引力波更好地了解宇宙中所发生的各种事件及其相关信息。

微信截图_20210302102535.jpg

  著名的“柴郡猫”星系群。暗物质可能是宇宙物质的主要组成部分,但又是一种不可见的物质,无法被电磁波探测到,天文学家利用爱因斯坦广义相对论所预言的引力透镜现象来推断暗物质的存在。“猫脸”轮廓是附近暗物质扭曲了背景星系光线形成的,也就是引力透镜效应,它揭示了暗物质的存在。

微信截图_20210302102549.jpg

  这张美丽的猫眼星云图像是X射线波段和光学波段的合成图像,猫眼星云是一个行星状星云,“猫眼”中心的紫色部分来自钱德拉的观测。

微信截图_20210302102603.jpg

  仙后座 A(Cassiopeia A)是钱德拉发射升空后观察到的第一批天体之一,它是一个壮 观的超新星遗迹,它告诉了我们地球上生命所需的大部分元素从何而来?这张由钱德拉X射线天文台拍摄的图像向我们展示了答案。大质量恒星会以超新星爆发的形式结束生命,并以此向银河系播撒已知生命所必需的碳、氮、氧、硅和铁等元素,否则这些元素就会被锁定在恒星的核心内。实际上我们都是星辰的一部分。

微信截图_20210302102612.jpg

  

  斯蒂芬五重星系是一个由5个星系组成的星系群,其中一个星系正在以322万千米每小时的速度穿过其他星系,剧烈的碰撞冲击波,产生了钱德拉探测到的X射线辐射脊,由此形成了一个奇特的蓝色光弧。

微信截图_20210302102625.jpg

  书中包含了由钱德拉独家以及合作拍摄的众多天文照片,既有X射线波段图,也有与其他波段的合成图。著名的创生之柱是鹰状星云的一个恒星形成区。钱德拉可以发现和识别数百颗非常年轻的恒星,生成了这幅恒星诞生的绝美图像。

  全书由中国科学院紫金山天文台专家精心翻译、审校。对书中专业知识和专有名词都进行了详细地核实,并更新了相关数据,同时为便于读者更好地理解,也添加了一些必要的注释,是我们理解宇宙关键知识的一部重要入门作品。