导读 就像一个从寒雾中升起的幽灵,NASA的哈勃和詹姆斯·韦布空间望远镜,在万圣节前后拍下了一幅诡异又壮观的恒星诞生场景,一只背对着我们蹲坐、回头露出一只发光眼睛的“猫”。它就是船底座星云中的“猫头星云”。
天体档案
▶ 昵称:猫头星云(Cat’s Head Nebula)
▶ 位置:船底座星云中的一小块区域
▶ 距离:约7500光年
▶ 类型:恒星形成区中的尘埃柱
▶ 拍摄:哈勃(可见光)+ 韦布(近红外、中红外)
01 一只背对我们的“猫”
船底座星云是一个广阔、弥漫的恒星形成区,距离地球约7500光年。两台望远镜观测的,是其中一小块精选区域。
它之所以被叫做“猫头星云”,是因为它的轮廓像一只背对观众坐着的猫:猫头转向右边,露出一只发光的眼睛,尾巴向下延伸。
— 天文学家给天体起昵称,从来不缺想象力 —
不过,这只“猫”只是暂时的景象。随着恒星不断形成和演化,它终将消散。但在此之前,这片区域里藏着大量信息。哈勃和韦布互补的视角,正在帮助天文学家更好地理解恒星形成这个难以捉摸、混乱又复杂的过程。
02 谁“雕刻”出了这只猫?
这个独特的猫头造型,很可能是被船底座星云中大质量恒星的强烈紫外辐射和星风长期“雕刻”出来的。
这种“恒星反馈”不断侵蚀周围的气体和尘埃,而猫形尘埃柱内部更致密的物质抵抗住了侵蚀——至少目前是这样。
光致蒸发 尘埃柱边缘被附近大质量恒星的紫外线照亮、电离,气体被一点点“蒸发”剥离。这就像风沙把岩石雕成奇形怪状,只不过在宇宙里,“刻刀”是星光。
03 哈勃的视角:可见光下的“黑猫”
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哈勃可见光图像:深棕色尘埃柱,猫眼呈红色
图像:NASA、ESA、STScI;图像处理:Joseph DePasquale(STScI)
在哈勃的可见光图像中,猫是一根不透明的深棕色尘埃柱:
● 猫的红色发光眼睛,可能是一颗仍部分埋在尘埃中的年轻恒星;
● 尘埃柱右侧边缘有一道朦胧的黄色亮边——这是被附近大质量恒星紫外线照亮并电离的气体,可能正在发生光致蒸发;
● 周围弥漫的物质上方呈蓝色和青色,越往下越变成黄、橙、红。
哈勃的滤镜捕捉了氧、氢、硫发出的光,以及被尘埃散射的星光。这些颜色变化,揭示了受激气体、尘埃和星光交织的复杂景象。
04 韦布近红外:看穿尘埃
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韦布近红外图像:橙棕色尘埃柱,猫眼呈黄色,背景有星系
图源:NASA、ESA、CSA、STScI;图像处理:Joseph DePasquale(STScI)
在韦布的近红外视角下,星云的整体结构与哈勃图像相似,但:
● 尘埃柱变得更加透明,复杂的表面结构清晰可辨;
● 猫的左侧出现幽灵般的尘埃和气体丝缕,这些精细结构暴露在附近大质量恒星的辐射之下;
● 画面中散布着大量蓝色和黄色的恒星,有些即使在红外光下仍被不同程度的尘埃包裹;
● 猫眼依然醒目,呈黄色,同样可能是一颗埋在尘埃中的年轻恒星;
● 韦布的高分辨率甚至拍到了遥远的背景星系——视线穿过了银河系,看到了更远的宇宙。
05 韦布中红外:温暖尘埃勾勒的细节
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韦布中红外图像:蓝灰色尘埃柱,猫眼呈白色,背景偏红
图源: NASA, ESA, CSA, STScI; Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)
在中红外光下,温暖的尘埃和被星光激发的碳基分子发出的辐射,勾勒出星云内部错综复杂的结构。局部条件和成分的变化,让颜色和亮度各不相同。
● 尘埃柱左侧那些精细的小球状结构和丝缕,在中红外下格外明显;
● 尘埃柱右侧有一个明亮的光源,在中红外图像中呈黄色,很可能是一颗埋在尘埃中的婴儿恒星;
● 一条细丝似乎横穿这个光源,但仅凭图像无法确定两者是否真的有物理联系。
06 三种“眼睛”,一只猫
对比项
哈勃 可见光
韦布 近红外
韦布 中红外
尘埃柱颜色
深棕色,不透明
橙棕色,更透明
蓝灰色
猫眼颜色
红色
黄色
白色
主要看到
电离气体、散射星光
表面结构、恒星、背景星系
温暖尘埃、碳基分子
独特之处
氧、氢、硫的发光
看穿尘埃
精细小球和丝缕结构
— 不同波段,就像给宇宙换上不同的“眼镜” —
可见光擅长展示气体被照亮的样子,红外光则能穿透尘埃,看见藏在里面正在诞生的恒星。两台望远镜组合起来,才拼出这只“猫”的完整画像。
07 认识两台望远镜
望远镜
简介
哈勃空间望远镜
运行超过30年,NASA与欧洲航天局(ESA)国际合作项目,至今仍在不断取得突破性发现
詹姆斯·韦布空间望远镜
世界顶级空间科学天文台,由NASA牵头,与欧洲航天局、加拿大航天局(CSA)合作
小彩蛋 仔细看图中的亮星:哈勃拍的星星有4条衍射芒,韦布拍的有8条——这是两台望远镜不同镜面结构留下的“签名”。
08 写在最后
一只蹲坐在7500光年外的“幽灵猫”,回头望着我们,眼睛里是一颗正在诞生的恒星。
它不会永远在那里——星光终将把它吹散。但正是在这样短暂的尘埃柱里,新的恒星正在一颗颗点亮。
— 宇宙里最诡异的画面,往往也是最有生命力的地方 —
参考
https://science.nasa.gov/missions/hubble/ghostly-cats-head-nebula-lurks-within-sight-of-nasas-hubble-webb/
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