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1993年12月,航天飞机再次访问了哈勃望远镜,如这张特写照片所示。当时,5次太空行走成功地安装了校正镜,并维修了其他传感器。1997年2月的第二次维修任务也成功地升级了设备。
在太空望远镜科学研究所的主页上可以看到许多最好的HST图像。 (http://oposite.stsci.edu/pubinfo/Pictures.html ②)大多数星系在宇宙早期历史的不同时期形成于物质膨胀的区域,那里的密度比它们周围的密度要高一些。HST已经成像了许多与地球相距不同距离的星系,因此它们也处于宇宙一般演化的不同时间阶段(见下文)。下图显示了宇宙大爆炸后2、5、9和14亿年的旋涡星系和椭圆星系(但不是同一个个体),其序列代表了这一发展的不同阶段。(注:最近对哈勃常数的测定 [see p. cosmo-5] 表明14岁年龄可能过高。)
HST研究小组最近发布的一份报告(1997年10月21日)描述了有关进化星系中恒星形成的重要新信息。检查这对望远镜图像:
|天线星系的图像对-一个来自地面望远镜,另一个来自哈勃太空望远镜。|
左边的是两个相互碰撞的星系的地面望远镜图像,它们共同构成了所谓的天线星系,这是从像昆虫的天线一样延伸的一长串发光气体中命名的。因为它很接近(6300万光年远),所以它是近距离观察的主要候选。右图是两个曾经分离的星系的合并恒星的中央星系质量(绿框轮廓)的高分辨率HST视图。令人惊讶的是无数的蓝色星团。每一个看起来都是由多达一百万颗年轻(因此明亮和炽热)的恒星组成的群。星系团可能仍在发展,因为在碰撞过程中,分布在每个星系口袋中的巨大分子云(通常是100光年)中的冷氢气被挤压。随着这一过程的进行,它们收缩并加热成单个的恒星,经常迅速地坍塌,足以让许多恒星像“鞭炮”一样爆炸。随着碰撞的继续,其他已经存在的恒星可能会被摧毁。这两个橙色中心是每个星系中较古老的幸存部分。
这些观察支持了一种日益增长的观点,即碰撞在早期宇宙中是一个更为常见的过程(但即使现在仍然会发生)。也许有三分之一的古老星系在星系更近的长时间内发生碰撞,也就是说,大爆炸的扩展距离要短得多。两个螺旋星系合并的通常最终产物是一个椭圆星系;许多椭圆星系是这样形成的。碰撞也会产生螺旋结构。一些球状星团也可能起源于碰撞。
圆形插图显示人马座A通过地面望远镜进行光学观察。右侧的详细视图是由HST的广域摄像机拍摄的。一个细长的圆盘,以暗尘埃为特征,散布在一个被认为是椭圆星系的大白光上。这对星系被解释为一个螺旋星系与这个椭圆星系碰撞的混合体。HST上的红外摄像机可以穿透尘埃,发现一团热的、湍流的恒星、尘埃和气体从旋涡星系落进椭圆星系的核心,这在更大的视野中可以看到。假设一个黑洞(见COSMO-3)发生在两个相互作用系统的中心;这个黑洞可能有100亿个太阳质量,其体积与我们的太阳系相似。这个黑洞正在把两个星系的物质“吸入”到它的成长体中。这组观测是迄今为止最详细的星系碰撞的结果。
未来宇宙膨胀路径的一个模型表明,附近的仙女座螺旋星系可能接近我们的银河系,甚至可能与我们相撞。最近有相当多的证据表明一个小星系正在穿过银河系。被称为人马座矮球状星系(SGR),它的存在是由某些恒星的运动推断出来的,这些恒星的运动与M.W.恒星在旋臂中的运动不符;同时,恒星“尾巴”在银河晕中伸展,这表明SGR在一个较宽的轨道上,这使得它以前与银河系相交。恒星之间的巨大距离使相互作用保持在最低限度。