如果你遇到一個(gè)黑洞，你會(huì)看到什么景象呢？上面這兩張用計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的圖片，呈現(xiàn)了你可能會(huì)看到的怪現(xiàn)象。左邊的是正常情況下獵戶座附近星野，請注意獵人腰帶上三顆亮度幾乎相同的恒星。右邊的圖片是相同的星野，不過星野的中央有顆黑洞。因?yàn)楹诙磸?qiáng)大的重力，所以光會(huì)向黑洞的方向偏折，產(chǎn)生視覺上很不尋常的幻景。在右邊的圖片中，每一顆正常圖片中的恒星至少有兩個(gè)亮影，分別出現(xiàn)在黑洞的兩邊。事實(shí)上如果很靠近黑洞，因?yàn)閬碜蕴炜崭鞣较虻墓舛紩?huì)被折過來，所以你會(huì)看到全部的天空！黑洞公認(rèn)是宇宙中密度最高的天體，據(jù)間接的觀測證據(jù)顯示，天文學(xué)家曾在雙星系統(tǒng)、球狀星團(tuán)的中心、星系的核心和類星體的中心找到了黑洞的蹤跡。

冰冷的星風(fēng)從回飛棒星云中央的中心星不停吹出來?；仫w棒星云位在南天的半人馬座內(nèi)，距離我們約有5000光年，上面這張影像是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在1998年所拍攝的假色影像。這團(tuán)具有對稱性的云氣，是由逐漸老化中心星所吹出的高速云氣和塵埃風(fēng)所形成的，這種星風(fēng)的速度高達(dá)每小時(shí)60萬公里。高速星風(fēng)所造成的快速擴(kuò)張，也使云氣分子的溫度降到只比絕對零度高1度而已。它們的溫度甚至比宇宙背景輻射的溫度要低，讓它成為遙遠(yuǎn)宇宙最冷的區(qū)域。冰寒的回飛棒星云會(huì)發(fā)光，是因?yàn)樗鼔m埃反射了來自中心星的星光，天文學(xué)家認(rèn)為它是正在演化到行星狀星云階段的恒星或恒星系統(tǒng)。

在礁湖星云之東是一個(gè)充滿多樣性的星場。圖中左下方是個(gè)富含漆黑塵埃的云氣，里面蘊(yùn)藏著背景星與正在形成的年輕恒星系統(tǒng)，這些黯淡云氣包括了左邊的LDN 227和右邊的IC 1275，在IC 1275的頂端還有顆明亮的星星。圖片右上方是塊富含灼熱氣體的云氣，包含了部分的NGC 6559 發(fā)射星云。圖右方，界于以上兩塊區(qū)域之間的則是反射星云，反射來自藍(lán)色大質(zhì)量恒星群的星光。圖片上方的NGC 6559復(fù)雜體延伸了約3光年大小，很可能與礁湖星云有著共同的歷史。此復(fù)雜體位于人馬座方向約5000光年遠(yuǎn)處。

有時(shí)候盯著空蕩蕩的太空看也是很有用的。上面這張圖只是天空的一小塊區(qū)域，之所以被挑選出來是因?yàn)樗喈?dāng)?shù)貨]內(nèi)容: 沒有亮星，沒有明亮的星系，也沒有美麗如畫的星云。不過，其中還是免不了有些內(nèi)容，有一些本銀河系的星星，以及許多散布在宇宙中的遙遠(yuǎn)星系。當(dāng)遠(yuǎn)處星系發(fā)出的光受到較近處的星系重力影響時(shí)，光線產(chǎn)生些微的偏折，導(dǎo)致這些遙遠(yuǎn)星系看起來有些變形。借由分析這些重力透鏡的變形案例，我們就可找到附近的質(zhì)量密集處，不管它們到底有多亮。運(yùn)用這種方法，現(xiàn)在天文學(xué)家可以秤出整個(gè)星系團(tuán)的重量，并找出較暗的黑暗物質(zhì)集團(tuán)。上圖影像中右下方的圈圈，就是一個(gè)經(jīng)由它的質(zhì)量而非經(jīng)由它的光線而發(fā)現(xiàn)的星系團(tuán)。

這張令人難以忘懷的影像，是來自位于繞地軌道上的錢卓拉觀測站，主題是從比可見光能量要高數(shù)千倍的X射線波段來觀測英仙座星系團(tuán)。英仙座星系團(tuán)距離我們3200百萬光年，它是由數(shù)千個(gè)星系所組成的，不過在上面這張X射線影像中，我們連一個(gè)也看不到，只看到一大團(tuán)溫度高達(dá)5000萬度的星系團(tuán)云氣，而它的質(zhì)量超過星系團(tuán)內(nèi)所有星系質(zhì)量的總和。從我們所在的位置看出去，這團(tuán)X射線云氣的暗洞和亮結(jié)，組合成非常很趣的圖案。中心區(qū)域的兩個(gè)暗洞，夾著一個(gè)發(fā)出X射線輻射的亮區(qū)，看起來像是骷髏頭的上半部，而五點(diǎn)鐘方向的長形暗洞，很像是一個(gè)沒有牙齒的嘴。這個(gè)明亮的X射線源，很可能是個(gè)位在星系團(tuán)中心的超大質(zhì)量黑洞，而它旁邊的這兩個(gè)暗洞，很可能是由高能粒子噴流所吹出來的泡泡。更有趣的是，恰好形成骷髏頭鼻子的暗區(qū)，可能是一個(gè)注定要掉進(jìn)星系團(tuán)中心的星系之X射線暗影。英仙座星系團(tuán)內(nèi)的X射線骷髏頭，它的大小超過10萬光年，當(dāng)然是比你在今晚會(huì)看到的任何骷髏頭要大得多。

昴宿星團(tuán)有如鑲在北方星空中的珠寶一般。不需要望遠(yuǎn)鏡的幫忙，眼睛就可以在金牛座找到這個(gè)迷人的星團(tuán)。從望遠(yuǎn)鏡中的影像，顯示出這些恒星都被星際塵埃包圍著，而且這些塵埃也因星光的照射而反射出優(yōu)雅的藍(lán)光。對于正在太空軌道中運(yùn)行的ROSAT觀測站而言，它的X光望遠(yuǎn)鏡所看到昴宿星團(tuán)的影像，依然令人印像深刻，但是卻有點(diǎn)不太一樣了。這是一張假色照片，它是由ROSAT觀測站的觀測資料，根據(jù)X-光能量的高低，將它轉(zhuǎn)譯成各種不同顏色的可見光，其中紅色、綠色、藍(lán)色分別代表最低、中度、最高等不同能量的X-光影像。另外，用綠色方塊所標(biāo)示的位置，為昴宿星團(tuán)最亮的七顆星所在的之處。在X-光的探測之下，可以觀測到昴宿星團(tuán)中的恒星，都具有一層非常熱的星冕 (恒星外部的稀薄大氣，如日冕一般)。圖中星冕顏色的不同，是對應(yīng)于不同的星冕溫度。

春分，對北半球的天文愛好者來說是一次觀看梅西葉天體的大好時(shí)光。春分的那一晚，可以在黃昏到日出的一晚之中，看遍梅西葉圖表中所有天體。當(dāng)然，如果剛好趕上滿月的明亮光輝，那就要受到一些干擾。而如果遇到農(nóng)歷月初，則將是進(jìn)行梅西葉馬拉松大賽的好時(shí)機(jī)。再如果日期剛剛好，那你還可以在同一晚看到我們太陽系全部的行星。下面這張漂亮的梅西葉馬拉松作品，是由天文攝影家Paul Gitto所拍攝和制做。他把所有的梅西葉天體放在這張寬度是10行，而長度是11列的圖表上。圖表的最左上角是M1(蟹狀星云)，而最右下角是 M110 ——位于仙女座的一個(gè)小型橢圓星系。Paul Gitto 用來拍攝這些天體的裝備，是一部架在25厘米反射式望遠(yuǎn)鏡上的數(shù)字相機(jī)。

在過去五年中，由哈勃望遠(yuǎn)鏡所拍攝的這三張照片里，可以看出金牛座XZ雙星系統(tǒng)的行為非常不尋常，它會(huì)噴出熾熱的氣體泡泡！為什么金牛座XZ雙星系統(tǒng)的行為這么特殊呢？到現(xiàn)在為止，天文學(xué)家也不知道確切的原因。不過，從最近發(fā)布這三張時(shí)序照片里，可以很清楚地看見氣泡的前端是冷卻區(qū)，在這個(gè)區(qū)域的電子和離子相遇和復(fù)合之后，就會(huì)發(fā)射出光并使氣泡的溫度降低。金牛座XZ雙星位于金牛座的恒星誕生區(qū)之內(nèi)，和我們的距離大約有500光年。金牛座XZ星是由兩顆年輕的恒星所組成，它們之間的距離和太陽與冥王星差不多。在過去的三十年之中，這個(gè)氣泡擴(kuò)張所增加的半徑，大約是這組雙星之間距離的15倍。

恒星和恒星之間的空間，充填有極為稀薄的氣體，其中最主要的是氫氣。這些中性的氫原子天文學(xué)家稱它們是HI，它由一顆質(zhì)子和一顆電子所組成。電子和質(zhì)子不停地像陀螺一般在自轉(zhuǎn)，而它們的轉(zhuǎn)軸可以有兩種不同的指向，它們可以是平行或反平行。星際物質(zhì)中氫原子的自旋方向，由平行轉(zhuǎn)變成反平行是一種極稀少的事件，不過當(dāng)這種轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)，它們會(huì)輻射出波長為21厘米的無線電波，這種電波的振蕩頻率是1420MHz。要了解宇宙中中性氫原子的分布，無線電望遠(yuǎn)鏡必需調(diào)到這個(gè)頻率來進(jìn)行觀測。上面這張全空HI巡天影像就是用這種方法獲得的。它代表了宇宙中性氫原子的分布，水平橫過影像中央的平面是我們銀河系的盤面。在這張假色照片中，完全看不到個(gè)別的恒星，只看到了延伸范圍至少在數(shù)十到數(shù)百光年的氫氣云，而且它們大多聚集在銀河盤面附近。在銀盤恒星活動(dòng)的影響下，這些云氣常會(huì)形成弧狀或環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。

古老的超新星氣殼，包覆著新生星球的云繭，與出自遠(yuǎn)方類星體的小光點(diǎn)，突顯出這張朝向天鵝座所拍得的精采景色。這幅上了代表色的影像涵蓋了10左右的天空，但這還只是加拿大銀河系平面巡弋計(jì)劃在無線電波段的一小部分而已。彌散的離子化氣體帶流過距離我們6000 光年遠(yuǎn)的恒星形成區(qū)，另外可看到兩個(gè)顯著的超新星氣殼，一個(gè)是左下角的棕色云球，一個(gè)是在右上方的白色不規(guī)則圓球，棕色云球的左邊則是整個(gè)北美洲星云。影像中各處的亮白色節(jié)結(jié)則是著名的恒星云繭，這些恒星中有些很可能會(huì)產(chǎn)生未來的超新星氣殼。位于極遠(yuǎn)處的類星體所發(fā)出的光輝，在這里看起來則只是一個(gè)個(gè)的紅點(diǎn)。

在這張巡天圖里，我們銀河系鼓脹的核心、黝黑的塵埃帶、纖薄的盤面以及臨近的星系都清晰可見。不過，這張數(shù)字影像并不是傳統(tǒng)的紅外光照片，而是根據(jù)2微米巡天計(jì)劃(2MASS)的數(shù)據(jù)所建構(gòu)出來的，像素的明暗代表的是這個(gè)天區(qū)恒星數(shù)量的多寡。2微米巡天計(jì)劃是一項(xiàng)在地面進(jìn)行的觀測，它在2001年完成了全天空的觀測任務(wù)，總共編錄了大約二億五千顆恒星。 2MASS的全天圖的亮度和顏色，是根據(jù)在三個(gè)近紅外光波段所測得的恒星數(shù)而給定的。在下面這張經(jīng)過剪裁的影像里，恒星擁擠的銀河核心區(qū)位在影像的左上方，而銀河系明亮的盤面水平穿過銀核。就是在穿透力較強(qiáng)的近紅外光波段，星際塵埃云密集的區(qū)域還是不透光，使得塵埃帶所在區(qū)域的恒星數(shù)量變得很少，因此這些區(qū)域也很陰暗。影像右下方的迷蒙星系是我們銀河系的近鄰——大、小麥哲倫星云，而散布在影像各處的點(diǎn)狀亮斑，是由銀河系四周恒星很密集的球狀星團(tuán)所造成。

在上面這張影像中，這四個(gè)靠得很近的星系到底在忙些什么呢？史帝芬五重星系的大型星系，有四個(gè)出現(xiàn)在這張影像中，而第五個(gè)是在影像左下方的外頭。這四個(gè)星系，有三個(gè)的紅位移量幾乎相同，顯示它們和我們之間的距離完全一樣。這三個(gè)星系正在劇烈的互撞之中，透過強(qiáng)大的重力潮汐，它們正在把對方撕開。影像左下方的大型藍(lán)色螺旋星系，是一個(gè)位在前景的星系，它離其它的星系很遠(yuǎn)，所以并沒有參與這場宇宙大戰(zhàn)。史帝芬五重星系位在北天的飛馬座內(nèi)，距離我們約有3億光年遠(yuǎn)。史帝芬五重星系中，有三個(gè)是正在互撞的星系，另外兩個(gè)只是視覺上湊巧在同一方向而已。

星團(tuán)是一團(tuán)內(nèi)部恒星運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜的天體。組成球狀星團(tuán)或疏散星團(tuán)的恒星，都繞著星團(tuán)的中心運(yùn)動(dòng)，偶而有其它的恒星在它附近掠過，彼此之間都會(huì)受到對方重力的作用。通常星團(tuán)內(nèi)恒星的運(yùn)動(dòng)軌跡，并不像我們太陽系內(nèi)的軌道一樣圓。星團(tuán)的成員星經(jīng)常穿過中心，它們的軌跡常是不尋常且很復(fù)雜的循環(huán)。不過星團(tuán)內(nèi)很空曠，所以恒星互撞很少發(fā)生。上面這幅計(jì)算機(jī)動(dòng)畫，是根據(jù)一種稱為多體仿真 (N-body simulation)的計(jì)算機(jī)程序碼算出來的，動(dòng)畫含有一百顆恒星，而動(dòng)畫中的每一秒代表星團(tuán)歷經(jīng)了數(shù)百年的演化。

這是一幅經(jīng)過對比增強(qiáng)處理的哈勃望遠(yuǎn)鏡影像，它把御夫座AB星周圍塵埃和云氣盤內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，異常清晰地呈現(xiàn)了出來。在拱星盤內(nèi)首次看見的糾結(jié)狀物質(zhì)，可能代表行星形成過程的初期，而在接下來的數(shù)百萬年期間可能會(huì)有行星形成。御夫座AB星距離我們469光年，是一顆年齡介于二至四百萬年之間的年輕恒星。它漩渦狀的拱星盤很龐大，大約是我們太陽系的30倍大。天文學(xué)家相信御夫座AB星的行星形成過程才剛開始而已，因?yàn)槟挲g小于一百萬年的更年輕恒星，它們的拱星盤并沒有這種糾結(jié)狀結(jié)構(gòu)，年齡八百萬到一千萬年的較年老恒星，拱星盤上已經(jīng)有縫隙，也具有顯示行星已經(jīng)形成的其它特征。影像中的框狀空窗是怎么一回事呢？它們是由用來遮擋過亮星光的橫桿所形成的。不過對角紋線是相機(jī)所產(chǎn)生的繞射芒。

為什么火星會(huì)開倒車？多數(shù)的時(shí)間，火星在地球上空的視相運(yùn)動(dòng)是一個(gè)方向，緩慢而穩(wěn)定的在遙遠(yuǎn)的背景星前面移動(dòng)。然而，大約每兩年的時(shí)間，地球就會(huì)在繞日的軌道上領(lǐng)先于火星。最近的領(lǐng)先發(fā)生在今年八月，在此期間火星顯的非常的大而亮。同時(shí)火星也在天空上倒著走，這個(gè)現(xiàn)象稱做火星逆行。上面的影像是用連拍照片依據(jù)背景星點(diǎn)數(shù)字疊合的結(jié)果。如此看來，火星就像是在天空中繞了一圈。在這一圈的最上端地球剛好領(lǐng)先火星，此時(shí)的逆行運(yùn)動(dòng)最快。逆行運(yùn)動(dòng)也會(huì)發(fā)生在太陽系的其它行星上。巧合的是，影像中心右邊的點(diǎn)線是天王星正在做著同樣的一件事。

船底座伊塔星可能即將爆炸！然而卻沒有人知道它會(huì)發(fā)生于何時(shí)？一年后或一百萬年后？船底座伊塔星的質(zhì)量約是太陽的100倍，它有足夠的份量產(chǎn)生一次非凡的超新星爆炸。根據(jù)歷史的記載，大約在150年前的一次不平常的爆發(fā)，使得船底座伊塔星成為南半球夜空中最亮的幾顆星之一。在鑰匙孔星云中的船底座伊塔星是目前被認(rèn)為能發(fā)射自然激光的唯一恒星。這張?jiān)?996年經(jīng)由復(fù)雜的影像處理后所得的影像，可顯示出這顆淘氣恒星周圍云氣的細(xì)微部分，其中包括兩個(gè)清楚的圓形突出部分，一個(gè)炙熱的中央?yún)^(qū)域，以及一些奇怪的輻射狀條紋。充滿著氣體與塵埃的兩個(gè)圓形突出部分，正吸收來自中央?yún)^(qū)域的藍(lán)光與紫外線。那些奇怪的輻射狀條紋至今仍然無法解釋？或許這些線索將告訴我們星云是如何形成的?也或許是暗示我們船底座伊塔星將在何時(shí)爆炸？

我們銀河系的中心，藏著一個(gè)質(zhì)量超過200萬個(gè)太陽的黑洞。銀河黑洞曾經(jīng)是一個(gè)很有爭論性的議題，不過最近測量靠近銀河中心恒星運(yùn)動(dòng)的情形顯示，這個(gè)令人驚訝的推論，可能是一個(gè)無可避免的事實(shí)。使用歐洲南天巴拉那天文臺(tái)(ESO Paranal)一部極大望遠(yuǎn)鏡，以及一部簡稱為NACO的高性能紅外相機(jī)進(jìn)行觀測，一群天文學(xué)家耐心地追蹤一顆編號(hào)為S2的恒星之運(yùn)動(dòng)。這顆恒星距離銀河中心大約只有17光時(shí)，或者說是冥王星軌道半徑的3倍距離，以每秒5000公里的高速繞銀河中心公轉(zhuǎn)。他們剛發(fā)布的結(jié)果很具體地證明，恒星S2是在一個(gè)不可見天體強(qiáng)大的重力作用下運(yùn)動(dòng)，而這個(gè)天體極端細(xì)小且致密，換句話說是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。下面這張NOCA相機(jī)的紅外光深場影像，所呈現(xiàn)的是銀河中心周圍2光年附近的擁擠天區(qū)，而箭頭所指的位置就是銀河中心。因?yàn)镹OCA相機(jī)能夠追蹤非常靠近銀河中心的恒星，所以它能很精確地定出中心黑洞的質(zhì)量。除此之外，隨著天文學(xué)家繼續(xù)觀測恒星如何繞著超大質(zhì)量黑洞運(yùn)行，也可以提供愛因斯坦廣義相對論的嚴(yán)格檢驗(yàn)。

在這一張人類從光學(xué)望遠(yuǎn)鏡所能看到最遠(yuǎn)的宇宙景象中，星系就好象一塊塊彩色的糖果一般。其中最暗的星系大約是30星等，也就是比肉眼所能看到最暗的星體還要暗40億倍；它們是很遠(yuǎn)的星系，也代表著宇宙大爆炸之后十億年內(nèi)的宇宙極早期狀態(tài)（這就是說，我們現(xiàn)在看到的星光，其實(shí)是它們100多億年前的樣子；而現(xiàn)在它們可能已不復(fù)存在了?。?。為了拍攝這一張照片，天文學(xué)家在大熊座選擇了一處最無遮擋的星空，然后用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡連續(xù)觀測10天。將每一次所得的影像疊加，終于讓昏暗的星系現(xiàn)身。這些結(jié)果將有助于探索星系演化之謎與處于嬰兒期的宇宙。