創造歷史的十大天文學照片,每一張都是天文學的裡程碑

2020-11-23 科學交響樂

除望遠鏡外,天文學領域最重要的發明就是照相機。有了相機,天文學家不再需要依靠他們在筆記本上塗鴉的脆弱觀察。相反,他們可以花數周的時間分析單個框架並提取所有細節。

從那時起,天文學家就從他們的鏡頭中捕捉到了宇宙中一些最不可思議的物體和現象。一些天文學照片甚至已經被載入史冊。

10.恆星系的誕生


以前,只有通過數學模型和計算機模擬才能知道形成行星的過程。然後,在2014年,天文學家能夠比以往更詳細地拍攝該過程。

這張照片展示了一顆原行星盤,該盤圍繞著一顆新生恆星旋轉,你可能會注意到整個磁碟上都有離散的振鈴,這些就是即將到來的行星的軌道。

這個系統正在形成行星,而這個恆星的歷史不超過一百萬年!由於這張照片,天文學家現在認為,行星幾乎是在恆星誕生後立即形成的

9.超新星1987A


當宇宙中大質量的恆星死亡時,它們就會爆炸。爆炸稱為超新星,爆炸會產生巨大的能力,從數百萬或數十億光年外都可以用肉眼看到爆炸時的強光。

在87年寒冷的冬夜裡,許多觀察者看到了藍色超巨星(SN 1987A)發出的光,當時已經發生了爆炸,這顆超巨星在銀河系衛星星系中的超麥哲倫星雲,距離我們只有166,000光年。

SN 1987A是自1604年克卜勒的超新星以來最接近地球的超新星。因此,這是一次難得的詳細研究恆星爆炸死亡的機會。

今天,我們對超新星的了解大部分來自SN 1987A。天文學家了解了導致這種爆炸的所有步驟,得到了無可辯駁的證據,證明這些爆炸產生了地球上生命所必需的元素,甚至能夠檢測到爆炸中產生的中微子。

8.歐羅巴裂縫


1979年7月9日,美國宇航局的旅行者2號探測器由木星飛行,並揭示了第一顆高解析度的歐羅巴高解析度圖像,它就是行星的衛星之一。由於密度低,科學家們知道歐羅巴有大量的水。

但是,它與太陽的距離(是地球的5.2倍)使許多科學家認為,歐羅巴的所有水都被凍結了。

當旅行者2號寄回一張歐羅巴表面的照片時,在科學界引起了巨大的震動,從這張照片可看出,歐羅巴表明覆蓋著數十個突出的深色條紋,科學家認為這是冰面的裂縫。

當冰下的液態海洋將冰拉開時,就會導致水衝入裂縫之間並產生凍結,最終形成了溝壑,在地球的冰蓋中也發現了類似的特徵。

如今,科學家們相信,歐羅巴的表層下存在深達幾英裡的液態水海洋。

7.繞著超大質量黑洞運行的恆星


2002年,一組國際天文學家拍攝了令人難以置信的射手座A *軌道上的恆星照片時,證實了超大質量黑洞的存在。

這是一個怪異的形象。這顆恆星看起來好像是在空曠的太空中運轉,但是每秒卻以5,000公裡(3,100英裡)的速度飛奔。

繪製這顆恆星的軌道圖,使科學家能夠探測射手座A *的引力場,幾乎得出了確鑿的證據,證明超大質量黑洞是唯一的可能。這張照片暗示了出現在其他星系中心的神秘質量濃度也是超質量黑洞。

6.哈勃深場

哈勃太空望遠鏡是世界上最繁忙的望遠鏡之一。1995年,科學家將哈勃望遠鏡連續10天指向一個看起來完全空白的空間,令人驚訝的是,出現的圖像根本不是空白。

它包含近3,000個星系,所有這些星系都太微弱,以至於普通望遠鏡根本無法觀察到。你在圖像中看到的幾乎每個光點都是一個星系。他們彼此相距甚遠,所以我們可以從這張照片裡看到星系形成不同階段的照片。

照片被命名為哈勃深場,只是天空的一小部分,擁有的星系卻是我們無法想像的,可想而知我們的宇宙有多大。

5.子彈團


每當天文學家看著星系時,它的實際引力總是比星系所有物質產生的引力要強。這種差異是天體物理學中最大的謎團之一。但這可以通過暗物質的存在來解決。

暗物質是一種假設的粒子,不會與光發生任何相互作用,儘管許多人認為它構成了宇宙中大部分物質。雖然是否存在暗物質依然有待商榷,但在2006年拍攝的著名照片卻提供了較有力的證據。

這是一張名為「子彈團」的照片,它捕獲了碰撞中的兩個星系團。碰撞創造了一種獨特的設置,其中恆星與氣體和塵土分開。

由於氣體和塵埃構成了銀河系中大部分的質量,因此它們應該表現出最強的引力。然而,引力集中在恆星周圍,這意味著宇宙中仍然存在無形的重量級物體

4.黑洞的直接照片


這張照片我想大家都見過,這是人類第一次拍到黑洞的照片。

黑洞的照片之所以難以拍到,是因為黑洞本身不發光,並且光也會被黑洞吸引。。但是,落入黑洞的氣體確實會發光。愛因斯坦的廣義相對論預測,黑洞會在發光的氣體之間形成「陰影」或「剪影」,並且有可能被拍攝。

由於這個目標暗淡無比,因此從理論上講,這項工作需要一個與地球一樣大小的望遠鏡。令人驚訝的是,這正是事件地平線望遠鏡的科學家所做的。

他們同步了世界各地的八架望遠鏡,以模仿一架直徑等於兩架望遠鏡之間距離的巨型望遠鏡。經過艱苦的數據處理,生成的照片立即成為歷史。

圖片顯示了一個超大質量的黑洞,質量是太陽質量的65億倍,它位於銀河系M87的中心,距地球約5500萬光年。事件視界(黑洞的邊界)也完全像愛因斯坦的理論所預言的那樣展現了自己,證實了這一理論從未有過的證實

3.宇宙微波背景


大爆炸發生僅380,000年,宇宙的溫度和密度已經下降到足以使第一個光子(光粒子)在太空中放大傳輸的時間。隨著宇宙的擴展,這些光子被拉伸到更大的波長。今天,我們將它們視為微波,因此我們將它們稱為宇宙微波背景(CMB)。

CMB於1965年被發現。但是直到1989年,才發射了一顆衛星進行CMB的詳細測量和全景圖。儘管在隨後的幾年中創建了更詳細的地圖,但最初的地圖才使世界著迷。它不僅捕捉到了大爆炸的烙印,而且還正式證實了大爆炸理論。

2.VAR!盤子


在1923年之前,我們不確定銀河系就是整個宇宙,還是只是宇宙的一部分。天文學家通過望遠鏡看到了其他星系,但它們只是無法分辨的「模糊」斑塊。

1923年10月,著名的天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)用當時世界上最大的望遠鏡聚焦仙女座,拍攝到一團物質。

經過仔細的分析,他注意到一顆恆星從之前的觀察之夜改變了它的亮度。這些被稱為變星,這種特定類型可以用來確定距離。這項發現令人興奮,哈勃寫道「 VAR!」 (意思是「變量」)在盤子上。根據星系的紅移,哈勃還計算出了計算了到仙女座的距離。

1.1919年的日食


物質可以彎曲時空嗎?愛因斯坦的廣義相對論不僅引發了天文學的一場革命,而且還永遠改變了整個物理學領域。儘管牛頓能夠描述重力的影響,但愛因斯坦從本質上回答了以下問題:「為什麼會產生引力?

按照愛因斯坦的想法,太空就像蹦床。如果在上面放置重物(例如太陽),則空間會彎曲。其他物體(例如地球)之所以繞軌道飛行,是因為它們剛好跟隨空間的自然曲率。

儘管理論上難以置信,但科學界當然需要證明。根據愛因斯坦的說法,如果可以證明太陽的引力使太陽後面的恆星產生的光線發生扭曲,那麼他的理論將得到驗證。但是,這樣的實驗只能在日食期間進行,這樣太陽的強烈光線才不會遮蓋恆星。

廣義相對論發表三年後的1919年5月,發生了日全食。在愛因斯坦的指導下,著名的天文學家亞瑟·愛丁頓拍攝了日食的照片,並標出了日食背後的恆星位置。

但是,星星不在原本應有的位置,這表明它們的燈光在彎曲,直接證明了愛因斯坦相對論的正確性。愛因斯坦一夜之間成為名人,這張照片在歷史上永垂不朽。

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