人類對於充滿未知的宇宙,一直都潛藏著濃厚的興趣,為了方便描述天空,更熱心地把它劃分為88個稱為星座的天空行政區,並用我們周圍熟悉的人物、動物或事物來為它們命名。其中有織女星所在的天琴座,牛郎星所在的天鷹座,以及在本文會遇見的人馬座、天龍座、麒麟座和后髮座。對星座不熟悉的讀者來說,知道這些星座的真正位置在那裡並不重要,只需要知道它們只是方便標示天空某些特定區域的方法就可以了。透過位在地面的天文望遠鏡以及位在太空中的哈伯太空望遠鏡,我們知道在全天空的星座內,大約有五百億個和我們銀河系很像的星系,如果每一個星系平均擁有一千億顆星星,那麼宇宙中的星星真得是多如恆河之沙。
不過除了夜空中點點的繁星外,廣大的宇宙中還有什麼珍寶呢?在今年的三月,美國太空總署進行了一項太空梭任務,為哈伯太空望遠鏡安裝了一套全新的先進巡天相機︵ACS︶,在經過一段時間的測試後,最近哈伯太空望遠鏡總部發佈了四張公關照片,影像的主題有形狀非常像蝌蚪和老鼠的星系、外觀像煙斗的星雲、以及雲氣瀰漫的恆星育嬰室。這些夜空中的珍寶不但形態奇特,色澤也非常艷麗,不論是內行的天文學家或是外行的讀者,都會不禁多看兩眼呢。
哈伯望眼鏡拍攝的影像,通常會有紅得像晚霞或藍得發紫的星雲,這類的照片在科學家眼中絕對不只是美麗悅目而已。成大物理系許瑞榮教授表示,紅得像晚霞的發射星雲,通常是受到鄰近新恆星激發的氫氣雲,它們就像是宇宙中亮麗的霓虹燈,宣告著又有一批新恆星的誕生。另外藍色的反射星雲,通常是氫氣雲反射附近亮星的星光所形成的景觀,因為恆星星光中的藍光較容易被散射,而紅光較容易穿過雲氣,使反射星雲呈現出絢麗的藍色色澤。在椎狀星雲和奧米茄星雲的影像中,讀者就可以看到這兩種美麗的星雲。這種現象在地球上其實也很常見,例如天空為什麼是藍色的,也是空氣分子散射較多陽光中的藍光所產生的現象。
現在哈伯太空望遠鏡的先進巡天相機,正日以繼夜地拍攝宇宙間最新的星象,同時也不停地向地球回傳宇宙中的精彩晝像,透過這些變化無窮的影像,不但可以滿足人類對宇宙世界的好奇,也讓科學家隨時掌握宇宙最新的動態,它們不但通報了恆星誕生的訊息,也讓科學家知道更多星系互撞和互相吞食的例子。從奧米茄星雲的影像,科學家可以描繪出我們太陽誕生時的可能情景,從蝌蚪星系和老鼠星系的星系碰撞現象,可以想像在遙遠的未來,當我們的銀河系和仙女座大星系互撞時,可能會發生那些景象。
在這個飽受缺水之苦的五月週末,且讓我們藉著這批哈伯太空望遠鏡的美麗影像,跳脫塵世的煩憂,悠遊在宇宙的深處,一起來觀賞這些宇宙的珍寶吧。
一、椎形星雲的特寫

乍看之下這個星雲像根煙斗,有人也許會認為它像剛露出頭部的恐佈怪物,不過事實上它只是一個由氫氣雲和塵埃雲聚集成的星雲而已。在眾多的星雲之中,椎狀星雲是一個著名的恆星育嬰室,因為不停地有新恆星由此誕生。在恆星誕生區內,雲氣和塵埃雲受到新恆星恆星風的吹襲後,常會形成許多椎狀物、雲氣柱和壯觀且具有流動感的天體。位在NGC 2264內的椎狀星雲就是一個很好的範例,這幅照片是哈伯太空望遠鏡用新相機為這個星雲所拍攝的特寫影像。雖然位在麒麟座內的椎狀星雲距離我們有2500光年,長度只有7光年,不過這張影像所顯示椎頂區域的寬度卻只有2.5光年左右,這個區域的寬度,大約比太陽和它最近鄰居南門二星的一半距離要多一點而已。1997年哈伯紅外線相機在影像中椎頂附近,找到了一個大質量恆星NGC 2264 IRS,雕塑椎狀星雲的恆星風可能就是源自此星。椎狀星雲外面裹著一層紅色的薄紗,它是氫氣雲被星光激發後所發出的紅色輝光。
二、星系雅伯188和它的長尾巴

這幅迷人影像大約有六千個遙遠星系作為美麗的背景,而主角是飽受干擾的螺旋星系雅伯188,由於它具有很像蝌蚪的奇特外觀,所以被暱稱為蝌蚪星系。這隻宇宙級的蝌蚪位在天龍座內,距離我們只有四億二千萬光年遠。雅伯188引人注目的尾巴總長度將近有28萬光年,它是由許多巨大明亮的藍色星團所組成,星團中每顆星的平均溫度是大陽的十倍,亮度大約太陽的一百萬倍。為什麼星系雅伯188會長出這麼怪異的尾巴呢?有種說法是曾經有個小而結實的星系從它的前方闖過 (這張影像從左到右的方向),然後被蝌蚪星系的重力甩到後方去。在靠得最近的時候,潮汐力把螺旋星系的星星、雲氣和塵埃拉了出去,形成一條很怪異但是很壯觀的長尾。這個闖了禍後就逃走的星系,據估據現在跑到了蝌蚪星系後方約30萬光年的位置,透過影像左上方漩渦臂的縫隙還是可以看見它。和地球上的蝌蚪相似,隨著蝌蚪星系的年齡增加,它的尾巴很可能也會消失,而位在長尾的這些星團,最後會聚集成繞著這個大螺旋星系打轉的小星系。
三、恆星誕生區奧米茄星雲的中心

這幅影像所呈現的情景像不像迷濛的夢境呢?實際上,它是距離我們5500光年遠的一個恆星誕生區呢。在這個名為奧米茄星雲的雲氣深處,恆星不停地從黝黑的塵埃雲和分子雲中誕生出來,這張影像清晰地呈現了這個著名恆星誕生區前所未見的細節,其中剛誕生的恆星乍看之下像是包裹五彩繽紛的氣毯之中。影像中散佈在奧米茄星雲中心附近的黝黑塵埃絲帶,部份是在巨星較冷的大氣中形成的,其他是超新星爆炸的碎片,而發出紅色和藍色輝光的雲氣,則是受到鄰近大質量恆星輻射的激發。影像中的亮點是年輕的恆星,有些新恆星的亮度是太陽的百倍以上。黝黑的雲球則是更年輕的系統,它們是正在凝結形成恆星和行星的雲氣和塵埃雲團。奧米茄星雲位在人馬座內,距離我們約有五千光年,這張影像所顯示的區域大約是我們太陽系直徑的3500倍。
四、老鼠星系─星系的碰撞

因為影像中的星系都具有長長的尾巴,所以被暱稱為老鼠星系,它們正在把對方撕開之中。這兩個螺旋星系可能已經穿過對方,不過它們應該會不停地互撞,直至完全聚合在一起形成一個大星系為止。為什麼星系互撞會產生長尾呢?這是因為各別星系前端和後端所受到的重力牽引不同所引起的,或稱為是潮汐力效應。由於這些星系都很巨大,所以它們的碰撞是一種慢動作過程,通常要經過數億年才會完成。老鼠星系的編號是NGC 4676,它位在后髮座內,距離我們約有三億光年,它們可能都是后髮座大星系團的成員。哈伯太空望遠鏡的新先進巡天相機和前一代的相機相比較,不但較靈敏,而且拍攝的影像視野也較大。由於新相機較靈敏,所以它也拍攝到許多散在影像視野各處的遙遠星系。
本文刊登於91年5.19 自由時報 週日的第31版 影像行旅