自從人類歷史上首張黑洞照片刷屏各大社交媒體,一夜之間,對神秘浩瀚宇宙的好奇和熱情在公眾之間又重新被點燃。

人類共同仰望的那片穹頂之外,依然藏著無數的未解之謎,它的神秘、浩瀚、複雜、和無法被複制的美麗都散發著無窮盡的魅力,吸引著從古至今的人類不斷髮出對她的探索。

人類所有的孤獨與浪漫,在宇宙面前都不值一提

歷史上第一張黑洞照片

宇宙的真相不僅是科學家們奮鬥終生的動力,更是很多藝術家們神聖的繆斯,他們花費數載光陰,只為將外太空的壯闊圖景以最真實的樣貌呈現在我們面前。

這次,山山將帶著大家跟隨天文攝影師的鏡頭,一起去看看穹頂之外的那片星辰大海。

獵戶座的秘密

天文攝影師馬特·哈比森(Matt Harbison)花了 5 年時間拍攝出 2508 張圖片,經過 500 小時編輯和 42 小時合成處理,終於在 2020 年完成了始於 7 年前的夢想:

一張包含 25 億畫素的獵戶座照片

,極詳盡之能事展示了

獵戶星座

的最清晰細節。

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Matt Harbison, ORION Project (2015–20)

“我確信這將揭示出那個空間的真面目——雲層的背後,色彩的背後。”

這項偉大的創舉被哈比森命為“獵戶座計劃”,他用非凡的努力提供了可能是有史以來最詳細的獵戶星座影象之一,而所有這一切都源於他小時候的好奇心。

哈比森從小就被獵戶座星雲所深深吸引,他第一次透過望遠鏡觀看獵戶座星雲還是在童子軍時期。多年後,他利用計算機技術和數碼攝影的最新突破,斥資近 5000 美元購買了一臺 QHY 16200 CCD 單色相機,為夜空中最重要的地標之一創造了這幅不朽的影象。

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哈比森拍攝“獵戶座”計劃時的裝置

我們可以想象,要拍攝成千上萬張星座照片需要數百個夜晚的拍攝。為了尋找黑暗的天空和晴朗的天氣,哈比森穿越了5個州。

“這張照片的製作從一開始就需要面對許多問題——平衡每個夜晚不同的天空條件,每個夜晚都要對準同一個星星的位置,並且要不斷小心翼翼地返回到離東西南北方只有幾千畫素的位置。”

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即使拍攝完了所有的照片,完成了每一個板塊的攝製(共 200 多個板塊),但最終圖片的拼接也並非一帆風順,因為這是一個巨大的技術挑戰。

“我從 2015 年開始使用一臺配備2個 Xeon 處理器和 64GB 記憶體的 Mac Pro 進行這項工作,這臺機器已經是當時速度最快的電腦之一,它協助我完成到第 47 個面板,這時已經達到了電腦記憶體的極限。”

當時的技術需要 5 年時間才能趕上哈比森的需求

,因為他要到 2020 年 8 月才能擁有一臺足夠強大的電腦來完成任務。

這個專案最終的 44TB 資料儲存在了 21 個硬碟、7 檯筆記本電腦和 4 臺臺式機上。

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但最終,克服了重重困難,哈比森終於在 2020 年十月驕傲地宣佈“獵戶座計劃”的成功。

現在,人們可透過瀏覽“獵戶座計劃”的網站,隨意地放大和移動這張照片細節,在閒暇時細細地觀察這片星空,揭示那片神秘星雲背後的秘密。

哈比森相信,最終的結果不僅是科學的力量,更是藝術的呈現。

“藝術來自於我對色彩平衡、渲染和表現的選擇。而從我堅持創造過程到嚴格獲取大量資料,這些都是科學。”

這張巨型相片放大後的一些細節,

真·美哭了

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“雖然我很希望它能用於某種型別的天文學研究,但最終我希望人們能夠透過它,以全新的方式看待宇宙。”

宇宙中的浪漫

兩週之前,中國的嫦娥五號探測器再一次成功登月,嘗試將月球岩石樣品帶回地球。而在同一天,

美國猶他州

的一位天文攝影家拍下了一張“月之眼”的圖片,當一輪滿月穿過數百萬年前的那頂砂岩拱門時,你不禁莞爾:

是誰在看著誰?

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6000 萬光年外,朝南的烏鴉座方向,有兩個大星系正在相撞。在這張

哈勃太空望遠鏡

的快照中,以驚人的細節捕捉到的宇宙列車殘骸需要數億年的時間才能完成。

這兩個星系分別名為 NGC 4038 和 NGC 4039,不過這兩個星系中的單個恆星並不經常直接發生碰撞。但它們的大分子氣體和塵埃雲卻會,在殘骸中心附近引發激烈的恆星形成事件。新的星團和星際物質在引力的作用下,雜亂無章地被甩出,遠離事故現場。

這張哈勃特寫畫面中,碰撞星系的估計距離約為 5 萬光年。在更寬的視野中,它們暗示性的視覺外觀——延伸的結構弧度達數十萬光年——使得這對星系有了一個廣為人知的名字: 觸鬚星系。

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M63 在早期被認定為是典型的

螺旋星系

,是 1850 年代發現的 14 個螺旋星系之一,但在近些年,天文學家們發現它還具有捲曲特徵。

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美國國家射電天文臺(NRAO)也在兩個月前公佈了

2020 年最佳天文影象獎

,看看科學家們怎麼用藝術的手法讓那些神秘的星系離我們更近一些吧!

(以下對圖片的內容解釋均來自於 NRAO,雖然有大量術語,但天文學家們已經很努力的用“正常語言”和我們交流了,小夥伴們如果有興趣可以念一念漲姿勢,實在頭暈就還是欣賞圖片為主吧!)

一等獎:星系團中的無線電遺蹟——碰撞

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Giannandrea Inchingolo,University of Bologna, Italy,VLA 射電觀測和星系團碰撞的計算機模擬。

宇宙中最具能量的事件是星系團之間的碰撞——這種碰撞迫使巨大的星系間熱氣體被混合。

透過精密的計算機模擬這些事件,我們可以將我們的宇宙模型與真實的望遠鏡觀測結果進行比較。這些事件都以數十億年為時間尺度在發生,它們產生的衝擊波可高達 600 萬光年。

當這些衝擊穿過星系之間那些幾乎空曠的空間中的彌散磁場時,會產生大量的射電輻射,展示在我們面前的就是被稱為“射電遺蹟”的壯觀一幕。

二等獎:NGC 5775 星系中的磁場

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Jayanne English,University of Manitoba

這是一張 VLA 和哈勃太空望遠鏡的複合影象,揭示了

NGC 5775 星系的擴充套件磁場

在哈勃太空望遠鏡的光學資料中,螺旋盤內是由新誕生的恆星所產生的熱的、電離氣體的氣泡(顏色為洋紅色)。在這些氣泡中產生的快速移動的帶電粒子——稱為宇宙射線——被傳送走,形成所謂的 “射電連續光環”,在這裡顯示為一種微弱的、幽靈般的藍灰色光芒。有些宇宙射線會被磁場線卡住。這些線用 “流線 ”表示(用線積分卷積演算法從射電極化向量轉換而來)。

磁力線

開始時與磁碟平行(在這個區域指定為紫紅色) ,然後向外彎曲,直到它們垂直。在這個較高的區域(被分配為藍色) ,最大的延伸特徵可以追溯到 26000 光年——這是星系直徑的四分之一!透過研究 NGC 5775 和其他星系的磁場結構和射電連續暈,天文學家們

希望確定盤狀星系磁場的起源,以及它們如何隨著時間的推移引起螺旋星系特徵的變化。

三等獎:英仙座星團中的 NGC 1272 噴流

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Marie-Lou Gendron-Marsolais and Chat Hull,ESO/ALMA Fellow and NAOJ Fellow

英仙座星系團

距離地球 2。5 億光年,是相對較近的幾百個星系的聚集地。在這張影象中,兩個明亮的巨大

橢圓星系

脫穎而出:NGC 1275 (中左)和它的姐妹 NGC 1272(中)。

像許多星系一樣,NGC 1272 在其中心隱藏著一個強大的超大質量黑洞。這個黑洞就像一個引擎,為傳播到星系之外的相對論粒子射流提供動力。這些粒子沉浸在磁場中,發射出射電波段的光(圖片上波浪形的橙紅色帶狀物)。

這些噴射流跨越至少 20 萬光年(是銀河系的兩倍) ,其中的粒子以一種複雜的編排方式被捕獲,其中包括旋轉渦流、狹窄彎曲的通道和渦旋狀螺旋。

宇宙中的家園——暗淡的藍點

看過前面那些浩瀚宇宙的圖片之後,我卻無數次的想起 1977 年就踏上征程的

旅行者一號

,和那張著名的

暗淡藍點——”最後再看一眼熟悉的家園“

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旅行者 1 號於 1977 年 9 月 5 日發射;

1981 年,它飛過了土星;

1986 年,它飛過了天王星;

1989 年,它飛過了海王星……

在即將飛到太陽系邊緣的時候,美國天文學家卡爾·薩根竭盡全力勸說 NASA 在旅行者 1 號的燃料被耗盡之前,調轉鏡頭,拍下了 64 億公里之外對地球的最後一次回眸。

在拍照的那一刻,太陽光正好照耀在飛船的金屬上,而地球就被埋在這一束金屬反光中,暗淡無比,小到只佔照片上的 0。12 畫素。

這張照片被傳回地球后,引起了巨大的轟動——我們世世代代賴以生存的、那個美麗無比的藍色星球,在 64 億公里之外,竟然是這個樣子——一個暗淡的藍點。

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卡爾·薩根在他的科普書

《暗淡藍點》

中不無感情的說:

“那個泛著蒼白藍光的小點。在那裡,那是家園,那是我們。在那裡,你愛的每個人,你認識的每個人,你聽說過的每個人,在這世上存在過的每個人,度過了自己的一生。聚集在這裡的,是我們的歡樂和痛苦,是成千上萬的宗教信仰,意識形態,和經濟學說。每個獵手與覓食者,每個英雄與懦夫,每個文明的創立者和毀滅者,每個國王與農夫,每對年輕的愛侶,每一個母親與父親,充滿希望的孩子們,發明家與探險家,每一位高尚的教師,每一位貪腐的政客,每一位超級明星,每一位最高領袖,人類史上的每一位聖人和罪人,都生活在這裡——如一粒微塵,懸浮在一束陽光之中。

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“在浩瀚的宇宙劇場裡,地球只是一個極小的舞臺。想想所有那些帝王將相殺戮得血流成河,他們的輝煌與勝利,曾讓他們成為光點上一個部分的轉眼即逝的主宰;想想棲身於這個點上的某個角落的居民,對別的角落幾乎沒有區別的居民所犯的無窮無盡的殘暴罪行,他們的誤解何其多也,他們多麼急於互相殘殺,他們的仇恨何其強烈。

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”我們在裝模作樣,我們自以為很重要,妄想著我們人類地位特殊,在宇宙中與眾不同,這一切都因這泛著蒼白藍光的小點而動搖。我們的星球,不過是一粒孤獨的微塵,籠罩在偉大的宇宙黑暗之中。我們默默無聞,沉浸在無盡的浩瀚裡,沒有任何暗示,從別的什麼地方會有救星來拯救我們脫離自己的處境。

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“地球是迄今為止唯一一個擁有生命的世界。至少在不久的將來,我們物種無法遷移到其他任何地方。無論你喜歡與否,地球都是人類文明賴以存在的原因。一直有人說天文學是令人謙卑,同時也是一種塑造性格的學問。

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”大概沒有比這張從遠處拍攝我們微小世界的照片更好的示範,去展示人類自負和愚蠢。對我來說,這強調了我們應該更加親切和富同情心地去對待身邊的每一個人,同時更加保護和珍惜這暗淡藍點,這個我們目前所知唯一的家。“

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參考

https://

news。artnet。com/art-wor

ld/youth-minister-orion-constellation-photograph-1919143

https://

orion2020v5b。spaceforeverybody。com

/

https://

apod。nasa。gov/apod/arch

ivepix。html

https://

public。nrao。edu/news/20

20-image-contest-winners/

https://baike。baidu。com/item/暗淡藍點/5316843