渦狀星系的普普藝術影像

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 07 日 0:00 | 分類 天文 follow us in feedly


大家欣賞的彩色天體影像,其實許多原本並不是彩色,而是將不同波段的影像套用不同顏色的假色後再合成的結果。例如:首圖渦狀星系(Whirlpool galaxy)影像就是這樣做出來的。

渦狀星系距離地球約 2,300 萬光年,位在獵犬座方向,以明顯可見的螺旋狀結構著稱。它是梅西爾星表第 51 號天體,故記為 Messier 51 或縮寫 M51,其實是一對交互作用星系,各編號為 NGC 5194 和 NGC 5195,兩者因有重力交互作用,彼此拉扯的結果,讓外觀有點變形了。

首圖 (a) 為渦狀星系的可見光影像,等同於以人類肉眼透過強力望遠鏡看到的模樣;事實上,這張影像就是來自美國基特峰國家天文台(Kitt Peak National Observatory)2.1 公尺望遠鏡。渦狀星系螺旋狀的旋臂參雜著暗色塵埃線條,這些塵埃只發射出極少量的可見光,並會遮蔽後方的恆星星光。

左二的 (b) 由 3 種波長疊合而成,分別是基特峰天文台拍的兩種可見光波長影像(藍色和綠色),另外再加上史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)的紅外線影像(紅色)。這三者疊加的結果可加強突出可見光下遮蔽視線的暗色塵埃,因為這些塵埃在波長比較長的紅外線波段卻頗明亮。

史匹哲的紅外線威力也表現在右邊兩張影像,不過使用的是不同波長的紅外線輻射。右二的影像 (c) 是 3 種紅外線波段影像疊加的結果,分別是 3.6 微米(藍色)、4.5 微米(綠色)和 8 微米(紅色)。微米(microns)是 1 公尺的百萬分之一,通常以 µm 表示。3 種紅外線波長最亮的是波長最短的 3.6 微米波段,這讓整個渦狀星系似乎浸淫在一片藍色霧海;而個別的藍色亮點幾乎全是鄰近恆星,少數是遙遠的星系。至於紅色特徵是大部分是碳組成的塵埃,被星系的恆星照亮的結果,可讓天文學家看清恆星間氣體最稠密的地方。稠密的氣體雲一般在可見光波段或紅外線波段很難觀察,但它們始終伴隨塵埃出現,所以只要研究稠密塵埃所在,就可藉機瞭解稠密氣體雲所在。

至於最右側的 (d) 可將紅外線波段的認知擴展到 24 微米(紅色),這個波段對溫度偏高的塵埃特別敏感。其中紅白色亮點顯現的是新恆星正在形成的區域,這些新恆星發出的輻射加熱周圍的區域,因而使之明亮。

最後,從各幅紅外線影像可明顯看出渦狀星系主星系 NGC 5194 和偏影像上方的伴星系 NGC 5195 迥異的特徵:伴星系 NGC 5195 內幾乎沒有塵埃,藍色光暈般的外觀主要來自當兩星系近距離交互作用時,被拽出星系的恆星發出的混雜星光。這表示兩者近距離接觸之後的結局並不相同。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA JPL