哈勃望遠鏡 35 周年慶典帶來了對草帽星系的生動重新構(gòu)想，揭示了隱藏的塵埃帶和遙遠的恒星。這頂標志性的“墨西哥帽”幾乎沒有任何新恒星形成，同時它擁有一個巨大而平靜的黑洞。其光暈中微妙的化學(xué)線索表明，一場巨大的合并塑造了它引人注目的輪廓。

哈勃望遠鏡最新拍攝的馬賽克照片聚焦于草帽星系明亮的核球、布滿塵埃的盤面以及寧靜的中心黑洞。遙遠恒星中重元素的痕跡暗示著一次劇烈的合并塑造了其獨特的形態(tài)。圖片來源：ESA/哈勃和 NASA，K. Noll

作為哈勃望遠鏡35周年紀念活動的一部分，歐洲航天局( ESA ) 將發(fā)布一系列特別圖像，重現(xiàn)哈勃觀測到的一些最引人注目的天體。這些更新的圖像結(jié)合了最新的哈勃數(shù)據(jù)和先進的圖像處理技術(shù)，展現(xiàn)了全新層次的細節(jié)。

該系列的第一幅圖像聚焦于NGC 346星系。現(xiàn)在，團隊將注意力轉(zhuǎn)向了他們長期以來最關(guān)注的星系：草帽星系。這張新處理的圖像展現(xiàn)了該星系盤面更精細的結(jié)構(gòu)，并揭示了比以往任何時候都更遙遠的背景恒星和星系。

過去20年里，哈勃望遠鏡拍攝了多張草帽星系的圖像，其中包括2003年10月發(fā)布的一張廣受認可的版本（見下圖）。最近，在2024年11月，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（ NASA、ESA和CSA合作項目）為這個標志性星系提供了截然不同的視角。

美國宇航局的哈勃太空望遠鏡以其銳利的目光，捕捉到了宇宙中最雄偉、最上鏡的星系之一——草帽星系，梅西耶104（M104）。該星系的標志性特征是一個明亮的白色球狀核心，周圍環(huán)繞著構(gòu)成星系螺旋結(jié)構(gòu)的厚厚塵埃帶。圖片來源：美國宇航局和哈勃遺產(chǎn)團隊（STScI/AURA）

草帽星系：距離、動態(tài)和可見性

草帽星系位于室女座，距離我們約3000萬光年，以其獨特的外觀而聞名。從側(cè)面看，它明亮的中央凸起和輪廓分明的星系盤形似一頂草帽的帽檐和帽冠，因此得名草帽星系。

盡管草帽星系恒星密集，但令人驚訝的是，它并非恒星形成的溫床。每年，在星系盤中，只有不到一個太陽質(zhì)量的氣體轉(zhuǎn)化為恒星。即使是星系中心的超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量高達90億個太陽，是銀河系中心黑洞的2000多倍，也相當平靜。

該星系過于暗淡，肉眼無法觀測，但使用普通的業(yè)余望遠鏡即可輕松觀測。從地球上看，該星系的直徑約為滿月直徑的三分之一。由于該星系在天空中的尺寸過大，哈勃望遠鏡的狹窄視野無法容納，因此這幅圖像實際上是由多幅圖像拼接而成的。

結(jié)構(gòu)之謎和合并線索

這個星系尤其引人注目的原因之一是它的視角，它與星系赤道僅相差六度。從這個有利位置，錯綜復(fù)雜的團塊和塵埃絲在明亮的白色星系核和核球的映襯下格外醒目，營造出一種與土星及其光環(huán)頗為相似的效果——只不過，它擁有史詩般的銀河尺度。

與此同時，這種極端的角度使得草帽星系的結(jié)構(gòu)難以辨別。目前尚不清楚它是像我們銀河系那樣的螺旋星系，還是橢圓星系。奇怪的是，該星系的盤面看起來像一個相當?shù)湫偷穆菪窍当P，其球狀核球和暈也相當?shù)湫偷臋E圓星系——但這兩個部分的組合既不像螺旋星系，也不像橢圓星系。

研究人員利用哈勃望遠鏡對草帽星系進行了研究，測量了該星系膨脹暈中恒星的金屬（天文學(xué)家稱之為比氦重的元素）。這種測量可以幫助天文學(xué)家更好地了解星系的歷史，并可能揭示它過去是否與其他星系合并過。就草帽星系而言，暈中富含金屬的恒星表明，數(shù)十億年前它可能與一個巨大星系合并過。哈勃望遠鏡的靈敏測量暗示了一場古老的星系碰撞，這或許可以解釋草帽星系獨特的外觀。

3D動畫展示哈勃太空望遠鏡在地球上空的景象。圖片來源：ESA/Hubble（M. Kornmesser & LL Christensen）

哈勃太空望遠鏡已探索宇宙三十余年，以其清晰的圖像和突破性的發(fā)現(xiàn)徹底改變了我們對太空的理解。哈勃望遠鏡是美國國家航空航天局 (NASA) 和歐洲航天局 (ESA) 的聯(lián)合項目，由位于馬里蘭州格林貝爾特的 NASA 戈達德太空飛行中心管理，其任務(wù)運營由位于丹佛的洛克希德·馬丁航天公司提供支持。科學(xué)運營由位于巴爾的摩的太空望遠鏡科學(xué)研究所負責，該研究所由美國大學(xué)天文研究協(xié)會運營。哈勃望遠鏡一直是天文學(xué)領(lǐng)域最重要的工具之一，為從星系形成到宇宙膨脹等各個領(lǐng)域的研究提供了寶貴的見解。

編譯自/scitechdaily