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强势围观钱德拉X射线望远镜发射20周年 [复制链接]

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图解:NGC,一群年轻恒星,X射线显示为紫色。图像:X射线:NASA/CXC/PSU/L.Townsley等;光学:UKIRT;红外线:NASA/JPL-Caltech

如果哈勃太空望远镜设定令人惊叹的空间照片标准,那它应该是什么样的呢?20年前的本周推出的钱德拉X射线天文台就完善了这个标准。

钱德拉X射线天文台于年7月23日在哥伦比亚号航天飞机上进入轨道。与测量恒星和星系发出的紫外光、可见光和近红外辐射的哈勃望远镜不同,钱德拉捕捉到了X射线。太空中的各种物体都可以发出X射线,如星系中心释放的物质射流,与冷气、黑洞和中子星相互作用的恒星风,以及超新星的剩余物。换句话说,钱德拉专注于帮助我们了解最令人兴奋的东西。

图解:钱德拉X射线天文台在哥伦比亚号航天飞机货舱内

大多哈勃望远镜图像包含大量可见光,并且为了美观或解释图像而变色,与这不一样的是,我们的眼睛看不到X射线,所以钱德拉的所有图像都必须以假色呈现。这些图像通常叠加在可见光图像上以说明整个状况。这不是我们眼睛看到的样子,但它是一个附加的过滤器,通过它可以看到宇宙,捕获其他望远镜遗漏的重要数据

钱德拉望远镜有二十年的历史了,已经开始出现衰老的迹象。去年秋天,望远镜其中一个陀螺仪出现了故障,陀螺仪是保持它的方向的。天文学家已经解决了这个问题,但问题是望远镜的继任者将会是什么-不像詹姆斯韦伯太空望远镜将覆盖哈勃望远镜今天所观察到的大部分波长,短时间内没有升级版的钱德拉望远镜出现。科学家们已经为年的十年调查提出了LynxX射线望远镜,但这只是四个潜在的旗舰概念之一。

不过,回顾过去,钱德拉已经取得了大量重要的科学发现。这里有一些最酷的,以及一些最重要的图像。一般来说,这些图片结合了几个波长,所以我会标出你看到的以及钱德拉添加的内容-钱德拉为这些图像做出的添色能更好地理解这些天体是如何工作的。

1E-56星系团,又名子弹星系团

图解:子弹群星系团

年的图像是钱德拉最着名的图像之一,因为它为科学家们提供了暗物质存在的证据,暗物质是一种神秘物质,似乎远远超过宇宙中常规物质的数量,但似乎与常规物质不相互作用。星团本身是两个大型星系团相互碰撞的结果,星系的可见光以白色和橙色显示。图像中心的X射线以粉红色显示,并由中心的常规物质发射。

但令天文学家震惊的发现是其蓝色的部分。根据引力透镜的原理,蓝色代表星团的大部分质量所在,其中重物摧毁了恒星和星系后面发出的光线。基本上,图像中的大多数“东西”不是常规物质(粉红色)的地方,而是蓝色的地方。科学家认为,当两个星团相撞时,暗物质没有相互作用因而保持移动,而大部分常规物质因碰撞减速并停留在中心。科学家们已经将这项研究与其他数十个星系团进行了对比。

蟹状星云

图解:蟹状星云,粉红色的X射线,绿色的光学光,黄色的红外光,红色的射电,蓝色的紫外线。

蟹星云是夜空中被研究最多的物体之一,也是天文学家在年在地球上观测到超新星的结果。具有卷须的外部区域是由远离中心的低能电子发射的可见光和红外光。钱德拉在年的贡献是旋转的粉红色部分,中心的亮点是高能电子。该区域呈现了一颗中子星的惊人图像,这颗坍塌的恒星的残余物由极其密集的物质构成。

鉴于人类之前的研究,蟹状星云已经揭示了许多重要的科学发现,它是天空中高能辐射的持久来源。它帮助科学家们完善了对超新星和旋转中子星的理解,发布了迄今为止观测到的最高能量辐射,并让天文学家在太阳日冕和其他天体经过它时测量它。

人马座A*

图解:人马座A*是位于银河系银心一个非常光亮及致密的无线电波源,大约每11分钟自转一圈,属于人马座A的一部分。人马座A*很有可能是离我们最近的特大质量黑洞的所在,因此也被认为是研究黑洞物理的最佳目标。

钱德拉的X射线观测得到了大量关于射手座A*的数据,我们银河系中心的黑洞和周围的高能环境。在此图像中,不同的颜色代表不同的X射线能量,最高能量的X射线为蓝色。SagA*将位于红色区域最亮部分的中心。

图像不显示黑洞本身,而是显示黑洞周围的热气区域。虽然这只是一次观测的快照,但这个区域非常混乱。使用钱德拉的科学家偶尔会测量该区域的X射线耀斑,这被认为是黑洞吞噬物质或该地区磁场重新配置的结果。

SNA

图解:SNA是年2月24日在大麦哲伦云内发现的一次超新星爆发,是自年开普勒超新星(SN)以来观测到的最明亮的超新星爆发,肉眼可见,位于蜘蛛星云的外围,距离地球大约51,秒差距(约,光年)

三十二年前,天空出现了一个新的闪光,来自我们的邻近星系,大麦哲伦星云。包括钱德拉在内的世界各地的望远镜能够拍摄超新星的图像,并且至今仍在观察它,观察它是如何随时间变化的。这是“多通道天文学”的第一个例子,因为天文学家测量了这次恒星爆炸产生的电磁辐射和中微子。

钱德拉在这里的观察是蓝色的(不是白点)。整个图像显示了超新星弹射出的物质,被过往的冲击波照亮。今天,科学家认为冲击波现在已经离开物质环,并且当它传递到密度较小的空间区域时,它的运动速度更快。

M87

图解:室女A星系(也称为梅西尔87、M87或NGC)最常见的是其英文缩写M87,常称之为“M87星系”。

今年早些时候,世界各地的天文台宣布他们得到了黑洞阴影的第一张图像。钱德拉X射线望远镜发布了M87的伴随图像,虽然没有那么重大,但却为黑洞的行为提供了一些重要的背景。

最重要的是,在插图中你可以看到加号处的明亮线条。这是由黑洞发出的高能量射流,延伸了一千光年。科学家研究了这个星系的X射线,以便更好地了解M87黑洞周围的环境,以及它的喷射形成的方式和原因。

天鹅座OB2

图解:天鹅座OB2是在我们的星系中最年轻的星团之一,并且是许多大质量恒星的家园,包括天鹅座OB2#8和已知最明亮恒星之一的天鹅座OB2#12。

钱德拉还发布了一些新的图像来庆祝它的20岁生日,虽然大多数钱德拉图像都很酷,但我喜欢这个,因为它看起来像一幅抽象画,虽然我之前解释过,这里的颜色基本是随意的。图像显示了天鹅座OB2,根据年的一篇论文,它是“太阳2千秒差距之内最大的年轻和大质量恒星集中体”,其中2千秒差距大约是6,光年。图像显示这些年轻的恒星发出高能量的风,产生冲击波,激发周围的恒星

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.gizmodo-任时光

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