哈勃29歲生日賀圖：南蟹狀星雲

為慶祝NASA哈勃太空望遠鏡發射29周年，天文學家們捕捉到了色彩斑斕的南蟹狀星雲（Southern Crab Nebula）。

這個星雲（正式名稱為Hen 2-104）位於南半球的半人馬座（constellation of Centaurus），距地球數千光年。它看起來有兩個嵌套的沙漏形結構，由雙星系統中的一對旋轉的恆星「雕刻」而成。這對組合有一顆老化的紅巨星（red giant）和一顆「已涼」的白矮星（white dwarf）。紅巨星外層正在脫落，有一些會被白矮星的引力吸過來。

結果是，兩顆恆星都嵌在它們之間氣體構成的盤（disk）中。這層物質帶限制了氣體的流出，使其只能在盤上方或下方加速離開，便形成了沙漏狀的星雲。

由氣體和塵埃構成的氣泡在邊緣看起來最亮，給人一種「蟹腿」的錯覺。這些「腿」可能是流出物質撞擊周圍星際氣體和塵埃的地方，也可能是紅巨星早些時候脫落的物質。

上圖描繪了由南蟹狀星雲的沙漏結構，由中心的雙星噴射出一對巨大的雙極氣泡形成。氣體分散得太稀薄，無法拍攝沙漏的整個形狀。相反，氣泡在邊緣看起來最亮，給人一種「蟹腿」結構的錯覺。兩顆恆星很可能鑲嵌在一個「物質盤」中，盤狀結構限制並引導系統中的氣體流出。盤狀結構同時也發出了雙射流，當它們猛烈撞擊星際物質時，便在遠離系統的地方形成結狀（knots）。

Credits: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

這種「流出（outflow）」可能只持續幾千年，只是系統壽命的一小部分。這意味著，外部結構可能只有幾千年的歷史，但內部的沙漏結構一定是最近的流出事件。這顆紅巨星最終會塌縮（collapse）成白矮星。之後，這對白矮星將照亮一層氣體，叫做行星狀星雲（planetary nebula）。

這個系統最初被發現是在上世紀60年代末，人們認為它是一顆普通的恆星。1989年，天文學家們利用智利歐洲南方天文台（European Southern Observatory）的拉西拉天文台（La Silla Observatory）拍攝到了由對稱氣泡形成的星雲，大致呈蟹狀。

哈勃在1999年拍攝了這個星雲，揭示了它複雜的嵌套結構。這些最新的圖像是在2019年3月拍攝的，使用了哈勃最新、最清晰的探測器第三代廣域照相機（Wide Field Camera 3）上的各種濾色鏡（color filter）。這是一張合成圖，包含星雲中各種顏色的發光氣體：紅色是硫、綠色是氫、橙色是氮、藍色是氧。

上圖說明了哈勃太空望遠鏡的光譜觀測如何用於研究南方蟹狀星雲的化學組成。被這對恆星的輻射激發後，這些元素（氫、硫、氧、和氮）分別發出不同顏色的光。

Credits: NASA, ESA, and J. DePasquale (STScI)

哈勃於1990年4月24日在發現號太空梭（space shuttle Discovery）上發射。不受地球大氣層扭曲作用（distorting effects）的影響，哈勃望遠鏡以近紫外（near-ultraviolet）、可見（visible）、和近紅外（near-infrared）光觀察宇宙。在過去的29年中，太空望遠鏡的突破性發現幾乎徹底改變了天文學（astronomy）和天體物理學（astrophysics）的所有領域。哈勃有許多具有里程碑意義的成就，其中包括製作不斷演化的宇宙的深空視圖，在附近的恆星周圍找到行星形成的圓盤，化學探測繞行其他恆星的行星大氣層，識別出鄰星系中心的第一個超大質量黑洞，以及提供宇宙加速膨脹的證據（可能由太空結構中某些未知能量來源驅動）。

哈勃太空望遠鏡是NASA和ESA（歐洲航天局）的國際合作項目。NASA的戈達德太空飛行中心負責管理望遠鏡。太空望遠鏡科學研究所（STScI）負責哈勃的科學運營。STScI由華盛頓特區的大學天文研究協會（AURA）為NASA運營。

有關南蟹狀星雲和哈勃望遠鏡的圖像、視頻、和更多信息，請訪問：

參考：

[1]http://hubblesite.org/news_release/news/2019-15

[3]www.spacetelescope.org/news/heic1907

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