美到当壁纸！哈勃望远镜30年30张经典照片，让我们重新认识宇宙

Original 环球科学环球科学 2021-04-21

编译 | 吴非张二七

1990年4月24日，美国佛罗里达的肯尼迪发射中心，“发现号”航天飞机正在执行一次特殊的发射任务。这次任务中没有宇航员，但将要送往近地轨道的对象，却在此后的30年间彻底改变了我们对宇宙的认识。这就是史上功能最强，同时也是最为成功的光学望远镜——哈勃空间望远镜。

如今，早已超出设计寿命的哈勃空间望远镜仍在超龄服役，为我们拍下大至星系团，小到行星与卫星的宇宙万象。在哈勃望远镜即将迎来30岁生日时，NASA官方选出了“哈勃30年的30张照片”。（注：包含1991-2019年的代表性照片，实为29张）接下来，就让我们跟随着这些令人惊叹的宇宙图景，了解哈勃望远镜取得的伟大成就。

图片来源：NASA, ESA, and J. Westphal (Caltech)

1991年：木星首张彩色照片

1991年，投入运行不久的哈勃望远镜，就给我们带来了惊喜。利用其携带的广角行星相机（Wide Field Planetary Camera），哈勃望远镜拍摄下木星的首张彩色照片。木星大气中的氨冰等物质构成了带状云，而右下角则是木星著名的大红斑——一个已经存在数个世纪，直径比地球还大的巨型风暴气旋。

Walter Jaffe/Leiden Observatory, Holland Ford/JHU/STScI, and NASA

1992年：椭圆星系NGC 4261的中心

这张略显模糊的图像，展示了椭圆星系NGC 4261中心的盘状结构。这个直径约300光年的圆盘由低温气体与尘埃组成，它也是该星系中心黑洞的物质来源。其近60°的倾角使得天文学家能够清晰辨别其内部结构。

J. J. Hester (Arizona State University) and NASA; Co-investigators: P.A. Scowen (Arizona State University), Ed Groth (Princeton University), Tod Lauer (NOAO), and the WFPC Instrument Definition Team

1993年：天鹅圈

天鹅圈（Cygnus Loop，又名电波源W78），是位于天鹅座的一处巨大超新星残骸。这张图片是天鹅圈的一小部分，以前所未有的清晰度，展示了大约1.5万年前一颗巨大的恒星爆炸产生的冲击波的边缘。

NASA, STScI

1994年：漩涡星系梅西耶100的中心

哈勃空间望远镜发射升空时，由于镜面存在微小的缺陷，其拍摄的照片略显模糊。1993年12月，NASA对哈勃望远镜进行了首次维修，NASA宇航员修正了镜面缺陷、将广角行星相机升级为第二代，此外还更新了计算机、太阳能板、陀螺仪等设备。这张室女座星系团中最明亮的星系的旋臂结构照片，就是哈勃望远镜升级后不久拍摄的。

NASA, ESA, STScI, J. Hester and P. Scowen (Arizona State University)

1995年：创生之柱

很多读者一定对这张照片不会陌生。这张哈勃望远镜最著名的作品之一，由32张照片拼接而成，展示了名为鹰星云（M16）的疏散星云中，气体和尘埃构成的柱状结构。其中最高的“柱”足足有4光年长。创生之柱诞生于光致蒸发过程：来自新生恒星的紫外线造成星云中的气体逃逸，而尚未“蒸发”的气体与尘埃就构成了这种美丽的图像。

W.N. Colley and E. Turner (Princeton University), J.A. Tyson (Bell Labs, Lucent Technologies), and NASA

1996年：星系团0024+1654的引力透镜

虽然图片中心的明亮区域很抢眼，但让我们先把视线放到图中的蓝色环状物体。数一数，是不是有5个蓝色天体？事实上，它们全都是同一个星系！而导致这一现象的，就是图片中心星系团0024+1654的引力透镜效应：当蓝色星系的光线经过时，其巨大的引力场导致光线弯曲，从而让我们看到罕见的“重影”。

NASA, Bruce Balick (University of Washington), Vincent Icke (Leiden University, the Netherlands), and Garrelt Mellema (Stockholm University)

1997年：蝴蝶星云

这个形态酷似蝴蝶展翅的行星状星云也被称作闵考斯基2-9星云（M2-9），由天文学家鲁道夫·闵考斯基在1947年发现。整整50年后，哈勃望远镜拍下了其清晰的图像。在蝴蝶星云中心，两颗恒星以非常接近的距离相互绕行，甚至有可能发生了恒星吞噬。

Erich Karkoschka (University of Arizona) and NASA

1998年：土星红外光图像

这幅色彩鲜艳的土星照片，展示的并不是土星的真实色调，而是其反射的红外光。不同的颜色体现了土星大气层的分布特征：蓝色表示低至云层的大气层，其色调可能由氨冰晶体组成；绿色和黄色是云层上方的烟雾层；红色与橙色区域的云层较高，到达了大气层；而南极的暗色区域表示云层中的一个巨型空洞。

John Spencer (Lowell Observatory) and NASA

1999年：木星与木卫一

相比于太阳系中多数行星与卫星的死气沉沉，木卫一的超过400座活火山让它成为太阳系中地质活动最为活跃的天体，同时也成为科学家关注的对象。在试图寻找木卫一的火山烟羽的过程中，在紫外线与紫光波段，哈勃望远镜意外捕捉到木卫一经过木星的瞬间。图片右侧的黑色圆形区域，是木卫一在木星上的阴影。

NASA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

2000年：亮眼星云

这只宇宙之眼，可能预示着60亿年后太阳的结局。在距离地球6500光年的天鹰座，一颗质量与太阳相近的恒星正走向生命尽头。恒星外层的气体被吹向宇宙中，暴露出的炽热内核

辐射紫外线，将外层气体电离。呈现出荧光的膨胀气体与中心明亮的内核，构成了色彩鲜艳的行星状星云——亮眼星云（NGC 6751）。

NASA, NOAO, ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: K. Noll (Hubble Heritage PI/STScI), C. Luginbuhl (USNO), F. Hamilton (Hubble Heritage/STScI)

2001年：马头星云

代表2001年的，同样是一幅生动形象的星云照片，形似一匹长着帅气鬓毛的赤兔马头部，马头星云（也称巴纳德33）就由此得名。不过相比于亮眼星云的绚丽夺目，马头星云显得有些黯淡无光。这个暗星云由寒冷、致密的气体、尘埃云构成，它的形成过程与创生之柱相似。（已经不记得了？翻回1995年的图片复习一遍吧！）

NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC/LO), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), the ACS Science Team, and ESA; The ACS Science Team: H. Ford, G. Illingworth, M. Clampin, G. Hartig, T. Allen, K. Anderson, F. Bartko, N. Benitez, J. Blakeslee, R. Bouwens, T. Broadhurst, R. Brown, C. Burrows, D. Campbell, E. Cheng, N. Cross, P. Feldman, M. Franx, D. Golimowski, C. Gronwall, R. Kimble, J. Krist, M. Lesser, D. Magee, A. Martel, W. J. McCann, G. Meurer, G. Miley, M. Postman, P. Rosati, M. Sirianni, W. Sparks, P. Sullivan, H. Tran, Z. Tsvetanov, R. White, and R. Woodruff

2002：锥状星云

又是一团星云。对于它的轮廓，你可能已经有了无数联想，但它的命名却要朴实很多——锥状星云（也称NGC 2264）。锥状星云的长度达到7光年，这张图片展示了星云上部的2.5光年。与创生之柱相似，锥状星云同样正在经历一个被“侵蚀”的过程。在紫外线辐射下的氢气发出黯淡的红光，构成星云周围的红色光晕。

NASA, ESA and J. Hester (ASU)

2003年：欧米伽星云

这幅波澜壮阔的“巨浪拍岸”图，是距离地球超过5000光年的欧米伽星云（又名天鹅星云或梅西耶17）的一部分。虽然看似凶险，但这里是孕育大量恒星的摇篮。星云中的“骇浪”则是氢云被年轻大质量恒星雕刻并点亮的“艺术品”：表面耀眼的橙红色光芒来自被加热的气体，而左侧看似冷淡的绿色区域，实则为物质离开星云后，形成的温度更高的气体。

NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

2004年：AM 0644-741星系

在距离地球3亿光年的飞鱼座，哈勃望远镜发现了一枚镶嵌着蓝宝石的“戒指”。这个独特的环状结构，是邻近星系碰撞后“逃逸”的结果，碰撞产生的冲击力显著改变了星系盘中恒星与气体的轨道，让它们向外运动。随后，气体云碰撞并压缩，在圆环中生成大量新生恒星。

NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

2005年：涡状星系

漩涡星系以从核心向外延伸的旋臂得名，这些旋臂是众多新生恒星的家园。而在这类星系中，这张照片的主角NGC 5194因为惊人惊叹的标准旋臂造型，直接被称作涡状星系（Whirlpool Galaxy，NGC 5194）。其中，旋臂作为造星工厂，通过压缩氢气，孕育着年轻恒星；而中心黄色的核，则是老年恒星的居所。

NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

2006年：梅西耶82（雪茄星系）

在与邻居梅西耶81的引力相互作用下，梅西耶82经历了快速的恒星诞生过程（即星暴）：在星系中心，恒星诞生速度是银河系的10倍。新生恒星的辐射将周围的气体吹离，由此产生的星际风压缩的气体，足以形成数百万颗新生恒星。其中，图中红色为红外波段拍摄的星暴活动；而蓝色和黄绿色代表可见波段。

NASA, ESA, N. Smith (University of California, Berkeley), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

2007年：船底座星云

这里是恒星的孕育所，也是恒星的坟场。这张梦幻般的图片，就是船底座星云（NGC 3372）的中心区域。向外流动的风与来自巨型恒星的紫外辐射，共同打造了船底座星云的夺目外形。

NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

2008年：星系碰撞

2008年的代表性照片，由12张图片共同构成，它们共同展示了罕见的星系碰撞场景的不同阶段。随着宇宙的加速膨胀，星系融合的几率越来越低，目前只有千分之一。但在早期宇宙中，星系间距离更近，因此碰撞几率也较高。