哈勃29岁生日贺图：南蟹状星云

为庆祝NASA哈勃太空望远镜发射29周年，天文学家们捕捉到了色彩斑斓的南蟹状星云（Southern Crab Nebula）。

这个星云（正式名称为Hen 2-104）位于南半球的半人马座（constellation of Centaurus），距地球数千光年。它看起来有两个嵌套的沙漏形结构，由双星系统中的一对旋转的恒星“雕刻”而成。这对组合有一颗老化的红巨星（red giant）和一颗“已凉”的白矮星（white dwarf）。红巨星外层正在脱落，有一些会被白矮星的引力吸过来。

结果是，两颗恒星都嵌在它们之间气体构成的盘（disk）中。这层物质带限制了气体的流出，使其只能在盘上方或下方加速离开，便形成了沙漏状的星云。

由气体和尘埃构成的气泡在边缘看起来最亮，给人一种“蟹腿”的错觉。这些“腿”可能是流出物质撞击周围星际气体和尘埃的地方，也可能是红巨星早些时候脱落的物质。

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上图描绘了由南蟹状星云的沙漏结构，由中心的双星喷射出一对巨大的双极气泡形成。气体分散得太稀薄，无法拍摄沙漏的整个形状。相反，气泡在边缘看起来最亮，给人一种“蟹腿”结构的错觉。两颗恒星很可能镶嵌在一个“物质盘”中，盘状结构限制并引导系统中的气体流出。盘状结构同时也发出了双射流，当它们猛烈撞击星际物质时，便在远离系统的地方形成结状（knots）。
Credits: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

这种“流出（outflow）”可能只持续几千年，只是系统寿命的一小部分。这意味着，外部结构可能只有几千年的历史，但内部的沙漏结构一定是最近的流出事件。这颗红巨星最终会塌缩（collapse）成白矮星。之后，这对白矮星将照亮一层气体，叫做行星状星云（planetary nebula）。

这个系统最初被发现是在上世纪60年代末，人们认为它是一颗普通的恒星。1989年，天文学家们利用智利欧洲南方天文台（European Southern Observatory）的拉西拉天文台（La Silla Observatory）拍摄到了由对称气泡形成的星云，大致呈蟹状。

哈勃在1999年拍摄了这个星云，揭示了它复杂的嵌套结构。这些最新的图像是在2019年3月拍摄的，使用了哈勃最新、最清晰的探测器第三代广域照相机（Wide Field Camera 3）上的各种滤色镜（color filter）。这是一张合成图，包含星云中各种颜色的发光气体：红色是硫、绿色是氢、橙色是氮、蓝色是氧。

上图说明了哈勃太空望远镜的光谱观测如何用于研究南方蟹状星云的化学组成。被这对恒星的辐射激发后，这些元素（氢、硫、氧、和氮）分别发出不同颜色的光。
Credits: NASA, ESA, and J. DePasquale (STScI)

哈勃于1990年4月24日在发现号航天飞机（space shuttle Discovery）上发射。不受地球大气层扭曲作用（distorting effects）的影响，哈勃望远镜以近紫外（near-ultraviolet）、可见（visible）、和近红外（near-infrared）光观察宇宙。在过去的29年中，太空望远镜的突破性发现几乎彻底改变了天文学（astronomy）和天体物理学（astrophysics）的所有领域。哈勃有许多具有里程碑意义的成就，其中包括制作不断演化的宇宙的深空视图，在附近的恒星周围找到行星形成的圆盘，化学探测绕行其他恒星的行星大气层，识别出邻星系中心的第一个超大质量黑洞，以及提供宇宙加速膨胀的证据（可能由太空结构中某些未知能量来源驱动）。

哈勃太空望远镜是NASA和ESA（欧洲航天局）的国际合作项目。NASA的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜。太空望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃的科学运营。STScI由华盛顿特区的大学天文研究协会（AURA）为NASA运营。

有关南蟹星云和哈勃望远镜的图像，视频和更多信息，请访问：
http://hubblesite.org/news_release/news/2019-15
https://www.nasa.gov/hubble
https://www.spacetelescope.org/news/heic1907