迷人的星系寫真 (40P)

chris881

星系: 一詞源自於希臘文中的galaxias（γαλαξίας），廣義可以是由無數的恆星系（當然包括恆星的自體）、塵埃（如星雲）組成的運行系統。指參考我們的銀河系，是一個包含恆星、氣體的星際物質、宇宙塵和暗物質，並且受到重力束縛的大質量系統。典型的星系，從只有數千萬（107）顆恆星的矮星系到上兆（1012）顆恆星的橢圓星系都有，全都環繞着質量中心運轉。除了單獨的恆星和稀薄的星際物質之外，大部分的星系都有數量龐大的多星系統、星團以及各種不同的星雲。



漩渦星系NGC1232
Credit & Copyright: FORS, 8.2-meter VLT Antu, ESO


說明: 星系之所以令人著迷，除了它們具有美麗的外觀之外，還因其具有不可見的內涵，壯麗的漩渦星系NGC1232就是一個很好的例證。上面這幅NGC 1232的影像是甚大望遠鏡（VLT）拍攝的，其中可見到數百萬計的亮星和黝黑的塵埃，匯聚成醒目的旋臂。眾多由藍色亮星組成的疏散星團散佈於旋臂之上，其間混雜著緻密星際塵埃匯聚成的塵埃帶。此外，這個星系還有大量的星際云氣，其巨大的總質量控制了星系核心區的動力學狀態。星系中可能還含有大量形態不明的不可見物質，到目前為止，科學家們仍然只有假設存在這種無所不在的暗物質，才能解釋星系外圍區域的運動行為。

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星爆星系IC 10
Credit & Copyright: Dietmar Hager, Torsten Grossmann


說明: 在銀河系盤面方向上，藏匿在塵埃與星星之後的IC10距離我們僅僅230萬光年。塵埃的存在使這個矮星系顯得更加暗淡，但卻透露出紅色的輝光，說明此處有大量的恆星正在誕生。事實上，隸屬於本星系群的IC 10確實是最靠近我們的星暴星系。與其他本星系群星系相比較，IC10擁有相當多的大質量新星，其中還有許多可能擁有黑洞的高能X射線雙星系統。IC 10在天空中位於仙后座的邊緣處，寬約5000光年。

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軒轅十四與獅子座矮星系
Credit & Copyright: Chris Cook (CookPhoto.com)


說明: 這幅影像上方的恆星是如此的明亮，以至於通常很難辨認出位在其下方的那個闇弱星系。軒轅十四和獅子座I星系都位在獅子座內，兩者相距不到一度。軒轅十四是一個多星系統的成員，它的左下方就可以見到它鄰近的伴星。在由銀河系和M31為主控制的本星系群裡，獅子座I是其中的一個圓球狀的矮星系。在環繞銀河系運行的數個已知小型衛星星系中，獅子座I可能是最為遙遠的一個。軒轅十四距離我們約75光年，而獅子座I則遠在80萬光年之外。

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殼層星系NGC 7600
Image Credit & Copyright: Ken Crawford (Rancho Del Sol Observatory)
Collaboration: Andrew Cooper (MPA), Carlos Frenk, John Helly, Shaun Cole (Institute for Computational Cosmology),
David Martinez-Delgado (MPIA), Star Stream Pilot Survey Group


說明: 橢圓星系NGC 7600的大小和銀河系相當，位於寶瓶座，距離我們約1億6千萬光年，在這幅深空影像內覆蓋範圍約1/2度。NGC 7600向我們展現出一個寬闊的外暈和環星系結構。這些誘人的特徵可以解釋為宇宙時間尺度上的暗物質和恆星吸積作用。事實上，利用宇宙模型模擬星系形成，以冷暗物質作為合併中星系的暈，創作出的視頻再現了NGC 7600的外觀的驚人細節。這部模擬視頻提供了強有力的證據，證明在地球觀測到的星系合併事件的細節特徵是與包含暗物質在內的星系形成過程的自然結果。

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御夫座星系NGC253
Image Credit & Copyright: Angus Lau


說明: NGC 253不僅是最明亮的漩渦星系之一，也是看起來塵埃最多的星系之一。1783年卡羅琳·赫歇爾在御夫座中發現了距離我們約1000萬光年的NGC 253，它也是御夫座星系團的最大成員，御夫座星系團是距離本星系群最近的星系團。緻密的暗塵埃伴隨著高速的恆星形成速率， 使NGC 253獲得了星暴星系的稱號。上圖內可以看到的是這個星系的活動性中心核，它同時也是明亮的X射線源和伽馬射線源。

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側對我們的漢堡星系NGC3628
Image Credit & Copyright: Stephen Leshin


說明: 壯觀的側面漩渦星系NGC 3628的這幅清晰影像呈現了一個被暗塵埃通道所分割的星系盤。這幅誘人的影像讓天文學家想起它的暱稱「漢堡星系」。NGC 3628位於獅子座，寬約10萬光年寬， 距離我們3500萬光年，它與周圍的另外兩個大型漩渦星系一起被稱為「獅子三劍客」。彼此之間的引力相互作用引發了延伸的噴流和星系盤的扭曲，星系盤內聚居著藍色的年輕星團和粉紅色的恆星形成區。 仔細觀察還可在影像中發現一條昏暗的潮汐尾向左上方延伸，正是來自不久以前一次密近的碰撞。

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哈勃拍攝的漩渦星系NGC 3370
Image Credit: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA); Acknowledgement: A. Reiss et al. (JHU)


說明: 這就是從遠處看我們銀河系的樣子嗎？ 漩渦星系NGC 3370和我們的銀河系家園具有相似的大小和宏觀結構（但是沒有中央棒），距離約1億光年，位於獅子座。上圖是哈勃空間望遠鏡的高級巡天相機拍攝的。這個巨大而美麗的正面漩渦 星系不僅特別上照，而且足夠清晰，可以細緻研究那些被稱為造父變星的單個恆星。這些脈動式變光的恆星可用來精確確定NGC 3370的距離。1994年觀測到這個漩渦星系爆發了Ia型超新星，與其基於造父變星的測量距離進行比較，可以幫助科學家揭示整個宇宙的大小和膨脹速率。

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MACS 1206: 一個形成引力透鏡的星系團
Credit & Copyright: NASA, ESA, M. Postman (STScI), and the CLASH Team


說明: 想在星系團的後方藏匿另外一個星系是一件非常困難的事情。群聚的星系團所具有的強大引力就像是巨大的透鏡一樣，將遙遠的星系影像拉近，並且扭曲其外型。上圖是CLASH調查的個案之一，採用哈勃太空望遠鏡的數據，分析出MACS J1206.2-0847星系團由許多星系組成，背景的黃紅色星系被拉扯成了弧形，就在影像的右方之處。更仔細的觀察還會發現，除此之外還有許多受到了透鏡作用的背景星系，外型均被拉長。分析引力透鏡星系團的位置還可以用以分析暗物質的分佈，以及這個巨大星系團的生成原因。

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側面星系NGC4565
Image Credit & Copyright: Bob Franke

說明: 壯麗的漩渦星系NGC4565從地球看去是側對我們的，因其狹長的輪廓也被稱為繡針星系，它也是對北半球星空的一個必看之景點，位於昏暗的后髮座內。這幅清晰的彩色影像揭示了星系的中央核球，可見一條圍繞著NGC4565稀薄星系盤的塵埃通道切過 了中央核球。視場中還可見到其它一些背景星系，例如右下方的NGC4562。NGC4565距離我們約4000萬光年，覆蓋範圍約10萬光年。

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具有超級星風的星暴星系M82
Image Credit & Copyright: Dietmar Hager, Torsten Grossmann


說明: 上圖影像是M82，一個具有超級星風的星暴星系，因其拉長的視覺 形象也被稱為雪茄星系。事實上，接連發生的超新星爆發和來自大質量恆星的強大星風造成了星系物質的大量外流。來自星系中心區域的超級星風在這幅清晰的合成影像中顯得十分清楚。這幅合成影像用紅色光暈來突出顯示來自氫原子氣體的輻射，氣體纖維的延伸範圍超過了1萬光年。超級星風內的一些氣體富含大質量恆星內部製造出的重元素， 它們將最終逃逸並進入星系際空間。M82劇烈的恆星過程是由於這個星系和鄰近巨星系M81之間的密近相互作用所引發的，預期可持續約1億年左右。M82距離我們約1200萬光年，靠近大熊座的北部邊界。

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漩渦星系NGC 7331
Image Credit & Copyright: Ken Crawford (Rancho Del Sol Obs.)


說明: 巨大而美麗的漩渦星系NGC 7331常常被視為最為類似銀河系的天體。這個星系距離約5000萬光年，位於飛馬座北部，以前曾被認為是漩渦狀星云，後來被確認為明亮的漩渦星系。由於它的星系盤傾向於我們的視線方向， 因而長時間的曝光產生了一種強烈的縱深感。這種效果在上述這幅影像內得到了進一步加強，因為這個華麗宇宙島的周邊還可以看到許多更為遙遠的星系。這些背景星系的視大小約為NGC 7331的十分之一，因此可以推斷它們的距離大約為NGC7331的10倍左右。它們在天空中出現在NGC 7331的附近純屬偶然。

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VST拍攝的獅子座三重奏星系
Image Credit: ESO, INAF-VST, OmegaCAM;
Acknowledgement: OmegaCen, Astro-WISE, Kapteyn I.


說明: 這個經典組合是著名的「獅子座三重奏」－3個壯觀的星系聚集在同一個視場之內，它們分別是NGC 3628（左），M66（右下）和M65（右上）。所有這3個星系都是巨大的漩渦星系。它們看上去形狀不太相同，是因為它們各自的星系盤面和視線方向之間的傾角不同。NGC 3628側對著我們，因而可見模糊的塵埃通道橫貫星系盤，而M66和M65的星系盤則比較傾斜，因而顯示出明顯的漩渦結構。這個組合中各個星系之間的引力相互作用也留下了 一些痕跡，例如NGC 3628的扭曲的盤以及M66被拖出來的旋臂。這幅華麗的深空影像是最新工作的VLT巡天望遠鏡（VST）拍攝的，覆蓋了約1度的範圍。「獅子座三重奏」距離 我們約3000萬光年，上圖這個視場覆蓋了50多萬光年的範圍。

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雙魚座的殼層狀星系
Credit & Copyright: P.-A. Duc (CEA, CFHT)


說明: 這個名為NGC 474的星係為何具有如此奇特的外形？以往曝光較短的影像中，它只是一個普通的橢圓星系，未曾料到深度曝光之下，它的外層竟然擁有如此複雜的多層結構。殼層的成因目前仍是個謎，有可能是過去幾十億年來不斷吸收數個小星系的結果，也可能是NGC 474與右邊那個漩渦星系發生碰撞所造成。不管實際成因如何，上圖說明，至少有一些橢圓星系外圍的暈圈並非過去想像的那樣平滑，而是在與鄰近星系發生相互作用後也會產生複雜的結構。NGC 474 位於雙魚座，大小約25萬光年，距離地球大約1億光年。

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英仙座星系團
Credit & Copyright: Bob Franke


說明: 上圖所展現的我們在天空中發現的最大天體集團之一，圖中每一個模糊的圓點就是一個星系，全部組合起來就是英仙座星系團，也是最靠近我們的星系團之一。這些星系的前景是我們所在銀河系的點點星光。英仙座星系團的中心距離我們約 2.5 億光年，中心星系是 NGC 1275，也就是上圖中左邊那個大星系。由於NGC1275不斷吸積其附件的氣體與星系，因而成為X射線及無線電的重要發射源。英仙座星系團又稱為Abell 426，是雙魚座-英仙座超星系團的一部份，視角大小約15度，包含有超過1000個星系。在 NGC 1275 的距離之下，上圖視野大小約 150 萬光年。

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鹿豹座星系NGC 2403
Credit & Copyright: 影像數據 - Subaru Telescope (NAOJ), Hubble Legacy Archive; 圖像處理 - Robert Gendler


說明: 壯麗的星系NGC2403位於鹿豹座的疆界之內，大小約5萬光年，距離我們則有1000萬光年之遙。上圖影像中可見這個漩渦星系擁有大量的紅色輝光區，這些又稱為HII的區域同時也是巨大的恆星形成區。NGC 2403與本星系群內的三角座大星系M33十分相似，二者都以擁有大量的恆星誕生區而著稱。當然，在短命的大質量恆星誕生之後，緊接而來就是超新星爆炸，近代最明亮的超新星之一，2004年就出現在星系NGC 2403之內。這個強烈的爆炸事件位於上圖影像的左側，就是那顆帶著星芒，很容易被誤認成前景亮星的天體。這幅精采的影像是地面與太空影像的組合，數據分別來自哈勃太空望遠鏡和夏威夷的日本8.2米昴星望遠鏡 (Subaru)。

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Arp 78：白羊座內的特殊星系
Image Credit & Copyright: Stephen Leshin


說明: 形態特殊的漩渦星系Arp 78位於白羊座內，距離我們約一億光年。這個宇宙島也被稱為NGC 772，寬度超過10萬光年，在這幅細節豐富的宇宙肖像畫內舞動著單個外旋臂。它有一個明亮的伴侶星系—緻密的NGC 770，位於這個大型漩渦星系的右上方。NGC 770的模糊的橢圓形外觀和光芒四射的前景銀河系恆星形成了強烈的對比。醒目的塵埃通道中點綴著眾多年輕的藍星團，Arp 78的巨大旋臂可能是由引力潮汐作用引起的。Arp 78和其鄰近伴星系之間似乎存在有彼此相連的闇弱物質流。

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NGC 3314: 視覺上的星系交疊
Credit: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing - Martin Pugh


說明: NGC 3314實際上是兩個巨大漩渦星系視覺上交疊而產生的奇特景象。前景內的漩渦星系接近於正面朝向我們，車輪狀的旋臂中有許多年輕的亮星團。但以背景星系的輝光為背景，黑暗的渦狀星際塵埃通道仍然十分醒目，遍佈整個星系。這種視覺上的相互交疊的是十分罕見的，作為背景星系的NGC 3314距離我們約1億4000萬光年，而前景星系距離約1億1100萬光年，背景星系覆蓋近7萬光年的範圍。以上圖像是利用哈勃望遠鏡的檔案資料重新處理而成的。

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睡美人星系M64
Credit: NASA and the Hubble Heritage Team (AURA/STScI), S. Smartt (IoA) & D. Richstone (U. Michigan) et al.


說明: 第一眼看上去，睡美人星系顯得十分的平靜，但是實際上其中的活動現象則是翻江倒海般的劇烈。出乎意料的是，最近的觀測表明這個漩渦星系外層區域內氣體的轉動方向竟然和所有恆星的運轉方向相反！內層和外層區域內的氣體之間 發生的劇烈碰撞產生了許多熾熱的藍星和粉紅色的發射星云。上圖是哈勃空間望遠鏡在2001年拍攝的景象。M64又名為NGC 4826。這一有趣的內部反向運動，現在被認為是一個小型星系和一個大型星系之間碰撞的結果，其中的混合產物尚處於劇烈的變動之中，因而產生了如此怪異的運動模式。

chris881

哈勃拍攝的草帽星系
Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI / AURA)


說明: 這個漩渦星系的中心正在發生什麼？ 又稱為草帽星系的M104有一個醒目的塵埃通道和一個由恆星及球狀星團組成的明亮星系暈。草帽星系呈現如此特別的外觀，是因為它擁有一個特別巨大的中心核球，而黑暗的塵埃 帶又恰好出現在側對我們的盤內。幾十億顆年老恆星產生了中心核球的散射輝光。仔細觀察上圖內的核球，許多光點其實是球狀星團。M104壯觀的塵埃帶中擁有許多年輕而明亮的恆星， 也呈現了許多有趣的細節，其中有許多迄今仍未得到透徹的理解。草帽星系的中心被認為可能擁有一個大黑洞。草帽星系距離我們約5000萬光年，用小型望遠鏡在室女座方向就可以看到。

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觸鬚星系
Image Credit & Copyright: Acquisition and data reduction - Andrey Oreshko (Elena Remote Observatory),
Processing - Dietmar Hager (stargazer-observatory)


說明: 在烏鴉座南部，距離約6000萬光年的地方，兩個大型星系碰撞了。這兩個編號為NGC 4038和NGC 4039的星系中的眾多恆星在這次持續幾億年的冗長事件過程中實際上並不會發生碰撞，但是，星系中的巨大的分子氣體和塵埃云確實發生了碰撞，在宇宙殘骸的中心附近觸發了劇烈的恆星形成。 這幅令人震撼的影像覆蓋約50萬光年，也揭示出新的星團和物質被潮汐作用力遠遠拋出了碰撞事件的現場。這個延伸的弧形結構使得這個星系對獲得了一個有趣的暱稱 － 觸鬚星系。