欧几里德太空望远镜公布首次摄影图像

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  欧洲太空总署(ESA)公布了欧几里德太空望远镜运作以来的第一批摄影图像。

  在此之前,望远镜从未能够在如此广大的天域内拍摄出如此清晰的天文影像,并能观察至遥远的宇宙深处。这次所公布的5张摄影图像,完全展现欧几里德太空望远镜令人惊叹的可见光与红外线波段观测能力。而天文学家们等待许久,终于能够运用欧几里德太空望远镜,开始创建至今为止,最深远广阔的立体宇宙地图,并揭开一些隐藏在遥远太空深处的秘密。

  欧几里德太空望远镜于2023年7月1日欧洲中部夏令时间17点12分,由SpaceX猎鹰9号火箭载运,从美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角太空中心发射,接着航行到日地间的第2拉格朗日点。在发射后的几个月时间里,工程师一直处于测试和校准望远镜的紧张阶段,并对2024年初即将展开的观测研究做最后准备。

  欧几里德太空望远镜的主要任务,是搜寻并调查暗物质和暗能量存在的证据,并据此研究宇宙是如何演变至现今的构造与分布。它在观测性能上的最大优势,就是同时拥有广阔视野与绝佳的解析能力,能够运用可见光与红外线波段,对于宇宙形成初期的遥远星系,进行大范围且高解析度的巡天观测。因此在接下来将在6年中,它将搜寻距离地球100亿光年范围内的数十亿个星系,并记录它们的形态、距离、运动方向与速度等资讯,创建有史以来最广阔但也最详细的立体宇宙地图。

  接下来让我们来看看这些摄影图像:

一、英仙座星系团
这张图像展现了距离地球约2.4亿光年的英仙座星系团,其中包含约1,000个星系,以及背景中更遥远的星系,总数超过10万个以上。其中许多光线微弱的星系距离我们超过100亿光年,在之前是根本无法看见的。而现在天文学家可以开始记录并绘製这些星系的形态与分布,将能更了解暗物质是如何影响宇宙演化过程,并塑造出现今宇宙的形态与样子。This incredible snapshot from Euclid is a revolution for astronomy. The image shows 1000 galaxies belonging to the Perseus Cluster, and more than 100 000 additional galaxies further away in the background, each containing up to hundreds of billions of stars.
图说:这张图像展现了距离地球约2.4亿光年的英仙座星系团,其中包含约1,000个星系,以及背景中更遥远的星系,总数超过10万个以上。其中许多光线微弱的星系距离我们超过100亿光年,在之前是根本无法看见的。而现在天文学家可以开始记录并绘製这些星系的形态与分布,将能更了解暗物质是如何影响宇宙演化过程,并塑造出现今宇宙的形态与样子。更多说明:ESA/SCIENCE & EXPLORATION

二、漩涡星系IC 342
称为「隐藏星系」的IC 342,由于此星系位于银河盘面的视线方向上,被银河系中的星际物质遮挡而难以看见。现在借由欧几里德望远镜在近红外线波段的摄影,终于展现出星系的完整形态,发现与我们的银河系十分类似。That’s why it’s fitting that one of the first galaxies that Euclid observed is nicknamed the ‘Hidden Galaxy’. This galaxy, also known as IC 342 or Caldwell 5, is difficult to observe because it lies behind the busy disc of our Milky Way, and so dust, gas and stars obscure our view.
图说:称为「隐藏星系」的IC 342,由于此星系位于银河盘面的视线方向上,被银河系中的星际物质遮挡而难以看见。现在借由欧几里德望远镜在近红外线波段的摄影,终于展现出星系的完整形态,发现与我们的银河系十分类似。更多说明:ESA/SCIENCE & EXPLORATION

三、不规则矮星系NGC 6822
在宇宙形成初期,因当时充满宇宙空间的氢原子云气收缩塌陷,直接形成第一批数量众多,遍布宇宙的小型矮星系。之后这些矮星系相互吸引碰撞,才逐渐汇聚成现今体积较大的星系。而这些碰撞中的矮星系,大多因重力相互拉扯呈现出不规则的形态。由于宇宙早期的矮星系十分遥远且较小,太暗以致难以观测。因此距离我们较近的不规则矮星系,就成为研究星系碰撞的首选目标。而欧几里德拍摄的不规则矮星系NGC 6822,距离地球仅约160万光年。To create a 3D map of the Universe, Euclid will observe the light from galaxies out to 10 billion light-years. Most galaxies in the early Universe don’t look like the quintessential neat spiral, but are irregular and small. They are the building blocks for bigger galaxies like our own, and we can still find some of these galaxies relatively close to us. This first irregular dwarf galaxy that Euclid observed is called NGC 6822 and is located close by, just 1.6 million light-years from Earth.
图说:在宇宙形成初期,因当时充满宇宙空间的氢原子云气收缩塌陷,直接形成第一批数量众多,遍布宇宙的小型矮星系。之后这些矮星系相互吸引碰撞,才逐渐汇聚成现今体积较大的星系。而这些碰撞中的矮星系,大多因重力相互拉扯呈现出不规则的形态。由于宇宙早期的矮星系十分遥远且较小,太暗以致难以观测。因此距离我们较近的不规则矮星系,就成为研究星系碰撞的首选目标。而欧几里德拍摄的不规则矮星系NGC 6822,距离地球仅约160万光年。更多说明:ESA/SCIENCE & EXPLORATION

四、球状星团NGC 6397
NGC 6397距离地球约7,800光年,是第二近的球状星团。由于球状星团普遍看起来视野较广,目前除了欧几里德望远镜之外,还没有其他太空望远镜能够在单一次的摄影图像中,将整个球状星团纳入,同时以高解析度分辨出星团中如此大量的恒星。而这样的恒星分布图像,可以让我们据此计算出星团中暗物质的分布与位置。This sparkly image shows Euclid’s view on a globular cluster called NGC 6397. This is the second-closest globular cluster to Earth, located about 7800 light-years away. Globular clusters are collections of hundreds of thousands of stars held together by gravity. Currently no other telescope than Euclid can observe an entire globular cluster in one single observation, and at the same time distinguish so many stars in the cluster. These faint stars tell us about the history of the Milky Way and where dark matter is located.
图说:NGC 6397距离地球约7,800光年,是第二近的球状星团。由于球状星团普遍看起来视野较广,目前除了欧几里德望远镜之外,还没有其他太空望远镜能够在单一次的摄影图像中,将整个球状星团纳入,同时以高解析度分辨出星团中如此大量的恒星。而这样的恒星分布图像,可以让我们据此计算出星团中暗物质的分布与位置。更多说明:ESA/SCIENCE & EXPLORATION

五、马头星云
欧几里德望远镜因同时拥有高解析度与广阔视野的优秀性能,所以能够在一次摄影中,直接拍摄出马头星云的壮观全景与细节。天文学家希望能在此广阔庞大的恒星形成区中,寻找出许多昏暗且未曾发现过,处于形成时期的类木行星、棕矮星、原始恒星等。Many other telescopes have taken images of the Horsehead Nebula, but none of them are able to create such a sharp and wide view as Euclid can with just one observation. Euclid captured this image of the Horsehead in about one hour, which showcases the mission's ability to very quickly image an unprecedented area of the sky in high detail.
图说:欧几里德望远镜因同时拥有高解析度与广阔视野的优秀性能,所以能够在一次摄影中,直接拍摄出马头星云的壮观全景与细节。天文学家希望能在此广阔庞大的恒星形成区中,寻找出许多昏暗且未曾发现过,处于形成时期的类木行星、棕矮星、原始恒星等。更多说明:ESA/SCIENCE & EXPLORATION

  欧几里德太空望远镜所公布的第一批影像不仅美丽,同时极具科学研究价值。它向世人展现了此望远镜同时拥有广角与高解析度的性能,并且表现优异。能够在一次的观测中呈现大范围的视野,并同步显示出隐藏在其中的细节,让每张影像都带有大量的天文新资讯,这正是天文学家非常需要的观测工具。未来欧几里德太空望远镜的研究团队,将每年公布一次完整的观测结果,也期待接下来能够带给人们更多的惊奇。(编译/台北天文馆蔡承颖)

资料来源:ESA/Euclid's first images: the dazzling edge of darkness

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