哈勃望远镜研究了一个神秘的星团

哈勃望远镜研究了一个神秘的星团

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Like Sherlock Holmes’s magnifying glass, the NASA/ESA Hubble Space Telescope can peer into an astronomical mystery in search of clues. The enigma in question concerns the globular cluster Ruprecht 106, pictured here. Unlike most globular clusters, Ruprecht 106 may be what astronomers call a single population globular cluster. While the majority of stars in a globular cluster formed at approximately the same location and time, it turns out that almost all globular clusters contain at least two groups of stars with distinct chemical compositions. The newer stars will have a different chemical make-up that includes elements processed by their older, massive cluster companions. A tiny handful of globular clusters do not possess these multiple populations of stars, and Ruprecht 106 is a member of this…

哈勃捕捉到恒星形成的螺旋对

哈勃捕捉到恒星形成的螺旋对

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This new image from NASA’s Hubble Space Telescope looks at two spiral galaxies, collectively known as Arp 303. The pair, individually called IC 563 (bottom right) and IC 564 (top left), are 275 million light-years away in the direction of the constellation Sextans. The image holds data from two separate Hubble observations of Arp 303. The first used Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3) to study the pair’s clumpy star-forming regions in infrared light. Galaxies like IC 563 and IC 564 are very bright at infrared wavelengths and host many bright star-forming regions. The second used Hubble’s Advanced Camera for Surveys (ACS) to take quick looks at bright, interesting galaxies across the sky. The observations filled gaps in Hubble’s archive and looked for promising candidates…

针眼之谜，一个矮螺旋星系

针眼之谜，一个矮螺旋星系

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This Hubble Space Telescope image shows a section of the spiral galaxy nicknamed the Needle’s Eye – an appropriately diminutive name for a dwarf spiral galaxy. The Needle’s Eye, also known as NGC 247 and Caldwell 62, is located about 11 million light-years away in the Sculptor Group – the closest group of galaxies to our own (the Local Group). The galaxy was given its nickname because one end of it features a strange void of stars (not seen in this Hubble close-up). Learn more: Hubble Images a Dwarf Spiral with Multiple Mysteries Image Credit: NASA, ESA, and H. Feng (Tsinghua University); Image processing: G. Kober (NASA Goddard/Catholic University of America) 这张哈勃太空望远镜图像显示了螺旋星系的一部分，绰号为针眼——矮螺旋星系的一个适当的小名称。针眼，也被称为NGC 247和考德威尔62，位于距离我们大约1,100万光年的雕刻家星系团——距离我们最近的星系群（本星系群）。这个星系被赋予了这个绰号，因为它的一端有一个奇怪的恒星空洞（在这张哈勃望远镜的特写镜头中没有显示）。 了解更多：哈勃拍摄到一个具有多重谜团的矮螺旋 影像来源：NASA、ESA和H.Feng（清华大学）；图像处理：G.Kober（NASA戈达德/美国天主教大学）

哈勃太空望远镜在宇宙膨胀率之谜上取得新的里程碑

哈勃太空望远镜在宇宙膨胀率之谜上取得新的里程碑

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NASA的哈勃太空望远镜完成了近30年的马拉松比赛，校准了40多个时空“里程碑”，以帮助科学家精确测量宇宙的膨胀率——这是一项曲折的探索。 这组来自NASA哈勃太空望远镜的 36 幅图像展示了这些特征星系，它们都是造父变星和超新星的宿主。 这两种天体现象都是天文学家用来确定天文距离的重要工具，并已被用于改进我们对哈勃常数（宇宙膨胀率）的测量。 这张照片中显示的星系（从顶行，左行到底行，右行）是：NGC 7541，NGC 3021，NGC 5643，NGC 3254，NGC 3147，NGC 105，NGC 2608，NGC 3583，NGC 3147，Mrk 1337，NGC 5861，NGC 2525，NGC 1015，UGC 9391，NGC 691，NGC 7678，NGC 2442，NGC 5468，NGC 5917，NGC 4639，NGC 3972，触角星系，NGC 5584，M106，NGC 7250，NGC 3370，NGC C 5728、NGC 4424、NGC 1559、NGC 3982、NGC 1448、，NGC 4680、M101、NGC 1365、NGC 7329和NGC 3447。 影像来源：NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU) 天文学家埃德温·哈勃和乔治·莱马蒂于20世纪20年代开始了对宇宙膨胀率的研究。1998年，这导致了“暗能量”的发现，这是一种加速宇宙膨胀的神秘排斥力。近年来，得益于哈勃和其他望远镜的数据，天文学家发现了另一个转折点：在局部宇宙中测得的膨胀率与大爆炸后的独立观测结果之间存在差异，后者预测了不同的膨胀值。 这种差异的原因仍然是个谜。但是哈勃的数据，包括了作为距离标记的各种宇宙物体，支持了一些奇怪的事情正在发生的观点，这可能涉及到全新的物理学。 太空望远镜科学研究所和马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学的诺贝尔奖获得者亚当里斯说：“通过望远镜和宇宙里程标记的黄金标准，可以最精确地测量宇宙的膨胀率。” 里斯领导了一个研究宇宙膨胀速率的科学合作项目，该项目被称为SH0ES，即超新星，H0，暗能量状态方程的缩写。“这就是哈勃太空望远镜所要做的，它使用了我们所知道的最好的技术。这很可能是哈勃的杰作，因为哈勃还需要30年的寿命才能将样本量增加一倍。” 里斯团队的论文将发表在《天体物理学杂志》的特别焦点刊上，报告完成了对哈勃常数最大的、可能也是最后一次重大更新。新结果是先前宇宙距离标记样本的两倍多。他的团队还重新分析了所有先前的数据，整个数据集现在包括 1,000 多个哈勃轨道。 上世纪70年代，NASA构想出一架大型太空望远镜，其花费巨资和非凡技术努力的主要理由之一是能够分辨出造父变星(仙王座)。即在我们的银河系和外部星系中观测到的周期性变亮和变暗的恒星。自1912年天文学家亨丽埃塔·斯旺·莱维特发现造父变星以来，造父变星一直是宇宙英里标记的黄金标准。为了计算更远的距离，天文学家使用了一种名为Ia型超新星的爆炸恒星。 20世纪70年代，当NASA构想出一台大型太空望远镜时，其花费和非凡的技术努力的主要理由之一是能够分辨造父变星，即周期性变亮和变暗的恒星，这些恒星可以在我们的银河系和外部星系中看到。自1912年天文学家亨丽埃塔·斯旺·莱维特发现造父变星以来，造父变星一直是宇宙英里标记的黄金标准。为了计算更远的距离，天文学家使用了一种名为Ia型超新星的爆炸恒星。 这些物体结合在一起，在整个宇宙中形成了一个“宇宙距离阶梯”，对于测量宇宙膨胀率至关重要，被称为哈勃常数，以埃德温·哈勃命名。该值对于估计宇宙年龄至关重要，并为我们对宇宙的理解提供了一个基本测试。 1990年哈勃发射后，两个团队对造父变星进行了第一组观测，以完善哈勃常数：温迪·弗里德曼、罗伯特·肯尼科特、杰里米·莫德和马克·阿伦森领导的HST关键项目，以及艾伦·桑德奇及其合作者领导的另一个项目，他们使用造父变星作为里程碑标记来改进与附近星系的距离测量。到本世纪初，研究小组宣布哈勃常数的精确度达到10%，即72±8公里/兆帕·秒，从而“完成了任务”。 2005年和2009年，哈勃望远镜上新增了功能强大的新摄像头，这开启了哈勃望远镜的“第二代”持续研究，各团队开始开始将数值的精确度提高到1%。这是由SH0ES计划启动的。包括SH0ES在内的几个使用哈勃望远镜的天文学家小组已经将哈勃常数收敛到73±1公里/兆帕·秒。虽然其他方法已被用于研究哈勃常数问题，但不同的团队得出接近相同的数值。 SH0ES团队包括长期领导者约翰·霍普金斯大学袁文龙博士、德克萨斯农工大学卢卡斯·麦克里博士、STScI的斯特凡诺·卡塞塔诺博士和杜克大学的丹·斯科利尼博士。该项目旨在通过匹配从研究宇宙黎明时遗留下来的宇宙微波背景辐射推断出的哈勃常数的精度来支撑宇宙。 ICREA和ICC巴塞罗纳大学的宇宙学家利西亚·维德博士在谈到SH0ES团队的工作时说：“哈勃常数是一个非常特殊的数字。它可以用来从过去到现在进行一场端对端测试，测试我们对宇宙的理解。这需要大量的详细工作。” 该团队用哈勃望远镜测量了42个超新星里程碑标记。由于观测到它们以每年大约1倍的速度爆炸，哈勃已经记录了尽可能多的超新星，以测量宇宙膨胀。里斯说：“我们有哈勃望远镜在过去40年中观测到的所有超新星的完整样本。”就像百老汇音乐剧《俄克拉荷马》中的歌曲《堪萨斯城》中的歌词一样，哈勃“走得很快！” 奇怪的物理学？ 据预测，宇宙的膨胀速度比哈勃实际看到的要慢。 通过结合宇宙标准宇宙学模型和欧洲航天局普朗克任务的测量结果（观测138亿年前遗留的宇宙微波背景），天文学家预测哈勃常数的值会更低：67.5±0.5公里/兆帕·秒，而SH0ES团队的估计是73公里/兆帕·秒。 里斯说，考虑到哈勃望远镜的样本量很大，天文学家因抽奖不走运而犯错的可能性只有百万分之一，这是物理学中认真对待问题的常见门槛。 这一发现解开了宇宙动力学演化的一幅美丽而整洁的图画。天文学家无法解释局部宇宙与原始宇宙膨胀率之间的脱节，但答案可能涉及宇宙的其他物理现象。 对于里斯这样的宇宙学家来说，这些令人困惑的发现让它们更加兴奋。三十年前，他们开始测量哈勃常数来衡量宇宙，但现在它变得更有趣了。里斯补充道：“实际上，我不在乎膨胀值具体是多少，但我喜欢用它来了解宇宙。” NASA新的韦伯太空望远镜将在哈勃望远镜的基础上，以比哈勃望远镜所能看到的更远的距离或更清晰的分辨率显示这些宇宙里程碑标记。 哈勃太空望远镜是NASA和ESA（欧洲航天局）之间的国际合作项目。位于马里兰州绿带的美国宇航局戈达德航天飞行中心负责管理这台望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃科学操作。STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/hubble-reaches-new-milestone-in-mystery-of-universes-expansion-rate

哈勃望远镜通过巨大的椭圆层进行观测

哈勃望远镜通过巨大的椭圆层进行观测

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This new NASA Hubble Space Telescope image captures the central region of the gigantic elliptical galaxy NGC 474. Located some 100 million light-years from Earth, NGC 474 spans about 250,000 light-years across – that’s 2.5 times larger than our own Milky Way galaxy! Along with its enormous size, NGC 474 has a series of complex layered shells that surround its spherical-shaped core. The cause of these shells is unknown, but astronomers theorize that they may be the aftereffects of the giant galaxy absorbing one or more smaller galaxies. In the same way a pebble creates ripples on a pond when dropped into the water, the absorbed galaxy creates waves that form the shells. About 10% of elliptical galaxies have shell structures, but unlike the majority…

哈勃在巨蛇座的头部拍摄到了巨大的椭圆

哈勃在巨蛇座的头部拍摄到了巨大的椭圆

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This new NASA Hubble Space Telescope image spotlights the giant elliptical galaxy, UGC 10143, at the heart of galaxy cluster, Abell 2147, about 486 million light-years away in the head of the serpent, the constellation Serpens. UGC 10143 is the biggest and brightest member of Abell 2147, which itself may be part of the much larger Hercules Supercluster of galaxies. UGC 10143’s bright center, dim extended halo, and lack of spiral arms and star-forming dust lanes distinguish it as an elliptical galaxy. Ellipticals are often near the center of galaxy clusters, suggesting they may form when galaxies merge. This image of UGC 10143 is part of a Hubble survey of globular star clusters associated with the brightest galaxies in galaxy clusters. Globular star clusters help…

寻找超大质量黑洞的起源

寻找超大质量黑洞的起源

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Astronomers have identified a rapidly growing black hole in the early universe that is considered a crucial “missing link” between young star-forming galaxies and the first supermassive black holes, using data from the Hubble Space Telescope to make this discovery. This artist’s impression is of a supermassive black hole that is inside the dust-shrouded core of a vigorously star-forming “starburst” galaxy. It will eventually become an extremely bright quasar once the dust is gone. Discovered in a Hubble deep-sky survey, the dusty black hole dates back to only 750 million years after the Big Bang. Image Credit: NASA, ESA, N. Bartmann 天文学家利用哈勃太空望远镜的数据，在早期宇宙中发现了一个快速增长的黑洞，该黑洞被认为是年轻恒星形成的星系和第一个超大质量黑洞之间的一个关键的 “缺失环节”。 这幅艺术家的作品描绘的是一个超大质量黑洞，它位于一个活跃的恒星形成的“星爆”星系的尘埃覆盖的核心内部。一旦尘埃消失，它最终将成为一个极其明亮的类星体。哈勃望远镜在一次深空探测中发现了这一尘埃黑洞，它的历史可以追溯到宇宙大爆炸后7.5亿年。 影像来源：NASA, ESA, N. Bartmann

打破记录：哈勃发现有史以来最远的恒星

打破记录：哈勃发现有史以来最远的恒星

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NASA的哈勃太空望远镜建立了一个非凡的新基准：探测宇宙大爆炸后最初十亿年内存在的恒星的光——这是迄今为止观测到的最远的一颗恒星。 与之前哈勃望远镜在2018年观测到的单星记录保持者相比，这一发现是一个巨大的飞跃。那颗恒星存在于宇宙大约 40 亿年的时候，即宇宙当前年龄的 30% ，天文学家将其称为“红移 1.5”。科学家使用“红移”一词是因为随着宇宙膨胀，来自遥远物体的光在向我们传播时会被拉伸或“移动”到更长、更红的波长。 这颗新发现的恒星距离地球如此之远，以至于它的光需要 129 亿年才能到达地球，在我们看来，它就像宇宙只有当前年龄的 7%，红移 6.2 时的那样。以前在如此遥远的距离上看到的最小物体是嵌入早期星系中的星团。 巴尔的摩约翰霍普金斯大学的天文学家布莱恩·韦尔奇说：“一开始我们几乎不相信它，它比之前最遥远、最高的红移恒星要远得多。”韦尔奇是描述这一发现的论文的主要作者，该论文发表在3月30日的《自然》杂志上。这一发现是根据同样位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所 (STScI) 的合著者丹·科伊领导的哈勃RELICS（再电离透镜集群调查）计划期间收集的数据得出。 “通常在这些距离上，整个星系看起来像小污点，来自数百万颗恒星的光混合在一起，”韦尔奇说。“这颗恒星所在的星系被引力透镜放大和扭曲成一个长长的新月形，我们称之为日出弧。” 在详细研究了星系后，韦尔奇确定其中一个特征是一颗被放大的恒星，他称之为Earendel，在古英语中是“晨星”的意思。这一发现有望开启一个未知的早期恒星形成时代。 “Earendel很久以前就存在，它可能没有像今天我们周围的恒星那样拥有所有相同的原材料，”韦尔奇解释说。“研究Earendel将是一扇通往我们不熟悉的宇宙时代的窗口，这导致了我们所知道的一切。就像我们一直在读一本非常有趣的书，但我们刚开始读到第二章，现在我们将有机会看到这一切是如何开始的。”韦尔奇说。 这张详细的照片突出显示了Earendel沿着时空涟漪（虚线）的位置，该涟漪将其放大，并使这颗恒星能够在近130亿光年的如此遥远的距离内被观测到。图片还显示了在放大线两侧镜像的星团。扭曲和放大是由位于哈勃和Earendel之间的一个巨大质量的星系团造成。星系团的质量如此之大，以至于它扭曲了空间的结构，通过这个空间观看就像通过放大镜沿着玻璃或透镜的边缘观看一样，另一边的事物的外观也被扭曲和放大。 影像来源：Science: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Image processing: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI) 当恒星重新排列 研究小组估计，Earendel的质量至少是太阳质量的 50 倍，亮度是太阳的数百万倍，可与已知的最大质量恒星相媲美。但是，如果没有位于我们和Earendel之间的巨大星系团 WHL0137-08 的自然放大，即使是如此明亮、质量如此之大的恒星也无法在如此远的距离上观测到。星系团的质量扭曲了空间结构，形成了一个强大的自然放大镜，它扭曲并极大地放大了来自其背后远处物体的光。 多亏了这颗罕见的与放大的星系团排列在一起的恒星，Earendel直接出现在空间结构中的一个波纹上，或极为接近。这种波纹在光学中被定义为“焦散”，可以提供最大的放大倍数和亮度。这种效果类似于一个游泳池的波纹表面，在阳光明媚的日子里，在池底形成明亮的光线图案。水面的涟漪就像透镜一样，聚焦阳光，使池底达到最大亮度。 这种焦散导致恒星Earendel从其所在星系的泛光中突显出来。它的亮度被放大一千倍甚至更多。目前，天文学家还不能确定Earendel是否为双星，尽管大多数大质量恒星至少有一颗较小的伴星。 通过韦伯太空望远镜确认 天文学家预计，埃伦德尔在未来几年内将保持高度放大。它将由NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行观测。韦伯对红外光的高灵敏度是了解Earendel的必要条件，因为由于宇宙的膨胀，它的光被拉伸（红移）到更长的红外波长。 科伊说：“通过韦伯望远镜，我们希望确认Earendel确实是一颗恒星，并测量它的亮度和温度。”这些细节将缩小它在恒星生命周期中的类型和阶段。科伊说：“我们还希望发现日出弧星系缺少形成于后续恒星中的重元素。这将表明Earendel是一颗罕见的、大质量的贫金属恒星。” Earendel的组成将引起天文学家的极大兴趣，因为它是在宇宙充满由连续几代大质量恒星产生的重元素之前形成。如果后续研究发现Earendel只由原始的氢和氦组成，这将是传说中的第三族恒星的第一个证据，这些恒星被假设为大爆炸后诞生的第一颗恒星。虽然这种可能性很小，但韦尔奇承认这仍然很诱人。 “有了韦伯，我们可能会看到比Earendel更远的恒星，这将是非常令人兴奋的。”韦尔奇说。 “我们将尽可能回到过去。我很想看到韦伯打破 Earendel 的距离记录。” 视频来源：NASA戈达德太空飞行中心，首席制作人：保罗·莫里斯 哈勃太空望远镜是NASA和ESA（欧洲航天局）之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃科学操作。STScI由位于华盛顿特区的大学天文学研究协会为NASA运营。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/what-sounds-captured-by-nasa-s-perseverance-rover-reveal-about-mars

哈勃望远镜观测到一颗新生恒星的爆发

哈勃望远镜观测到一颗新生恒星的爆发

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An energetic outburst from an infant star streaks across this image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope. This stellar tantrum – produced by an extremely young star in the earliest phase of formation – consists of an incandescent jet of gas travelling at supersonic speeds. As the jet collides with material surrounding the still-forming star, the shock heats this material and causes it to glow. The result is the colorfully wispy structures, which astronomers refer to as Herbig–Haro objects, billowing across the lower right of this image. Herbig–Haro objects are seen to evolve and change significantly over just a few years. This particular object, called HH34, was previously captured by Hubble between 1994 and 2007, and again in glorious detail in 2015. HH34 resides approximately…

哈勃望远镜观测到一对奇特的星系

哈勃望远镜观测到一对奇特的星系

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This striking image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope showcases Arp 298, a stunning pair of interacting galaxies. Arp 298 – which comprises the two galaxies NGC 7469 and IC 5283 – lies roughly 200 million light-years from Earth in the constellation Pegasus. The larger of the two galaxies pictured here is the barred spiral galaxy NGC 7469, and IC 5283 is its diminutive companion. NGC 7469 is also host to an active, supermassive black hole and a bright ring of star clusters. The “Arp” in this galaxy pair’s name signifies that they are listed in the Atlas of Peculiar Galaxies compiled by the astronomer Halton Arp. The Atlas of Peculiar Galaxies is a gallery of weird and wonderful galaxies containing peculiar structures, featuring galaxies…