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人類的成功靠的是永不止歇的探索精神和無(wú)盡的想象。徹底解放我們想象力的無(wú)過(guò)于頭頂上的繁星點(diǎn)點(diǎn)。不過(guò)無(wú)論如何努力想象，我們都難以領(lǐng)略那片真正的天空是多么地錯(cuò)綜復(fù)雜和浩瀚無(wú)垠。

自從伽利略在400年前首次將望遠(yuǎn)鏡瞄向深邃的太空以來(lái)，人類的不懈探索正一步步揭開宇宙的神秘面紗。我們知道，地球上再壯觀的煙火表演跟超新星爆發(fā)相比，都會(huì)黯然失色；宇宙中充滿著不可思議的物質(zhì)，一顆方糖大小的中子星就有數(shù)億噸重；還有難以捉摸的黑洞、引力波等。

不過(guò)這些重要的天體活動(dòng)基本都是高能事件，一般的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是無(wú)法探測(cè)到其內(nèi)部，要揭開它們的本質(zhì)面紗就得需要X射線天文臺(tái)的幫助。NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）錢德拉X射線天文臺(tái)，跟哈勃空間望遠(yuǎn)鏡一樣，是NASA在20世紀(jì)90年代開始發(fā)展的四大空間天文臺(tái)計(jì)劃之一，在人類的深空探索方面發(fā)揮了重要作用。

NASA錢德拉X射線天文臺(tái)為回顧和紀(jì)錄20年來(lái)的探索成果，其官方作品《NASA深空探索：錢德拉X射線天文臺(tái)20年全記錄》正式出版發(fā)行。它是由NASA錢德拉X射線天文臺(tái)的5位科學(xué)專家撰寫，是面向大眾的科普作品，它用鮮活的圖片，以及直觀簡(jiǎn)潔的文字解釋，從微觀到宏觀，分別展示了恒星的誕生和死亡、宏偉的星系王國(guó)、“宇宙巨人”星系團(tuán)，以及意料之外的探索結(jié)果——捕獲時(shí)間邊緣的黑洞，搜尋太陽(yáng)系外的行星新世界，透視控制宇宙加速膨脹的神秘暗能量。

恒星是宇宙中所有物質(zhì)演化的基礎(chǔ)，是締造生命元素的壯麗熔爐，更是認(rèn)識(shí)宇宙的起源、演化和命運(yùn)的重要基礎(chǔ)，下面就讓我們跟隨錢德拉的“X射線之眼”，一窺恒星的演化奧秘！

地球沐浴在無(wú)數(shù)恒星的光芒之中。有的恒星離我們近，有的離我們遠(yuǎn)。我們的銀河系有超過(guò)2000億顆恒星。這些恒星是巨大、稠密、寒冷的氣體云在自身引力作用下坍縮形成的。正是通過(guò)這種方式，在宇宙最深處，初生恒星的光芒開始閃耀。

錢德拉X射線天文臺(tái)就像一個(gè)時(shí)間機(jī)器，用它最靈敏的X射線“眼睛”注視著這些初生恒星。年輕的恒星在誕生后的幾億年里快速旋轉(zhuǎn)，形成強(qiáng)烈的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生明亮的X射線輻射。錢德拉具有獨(dú)特而創(chuàng)新的鏡面以及靈敏的探測(cè)器，會(huì)對(duì)準(zhǔn)這些高能光子、粒子和X射線波。

恒星不是孤立形成的，成千上萬(wàn)顆恒星聚集在一起形成星團(tuán)。星團(tuán)中的所有恒星幾乎是在同一時(shí)間誕生的，誕生時(shí)離星團(tuán)中心的距離也大致相同，因此星團(tuán)為檢驗(yàn)恒星演化如何取決于其質(zhì)量的理論提供了一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)室。由于大多數(shù)星團(tuán)最終會(huì)散去，我們所見(jiàn)到的星團(tuán)都是相對(duì)年輕的，這些星團(tuán)里面的恒星才誕生幾億年之久。正常的中年恒星，比如離我們最近的太陽(yáng)，具有熾熱的、能輻射X射線的外層大氣。

X射線觀測(cè)已被證明是一種有用的工具，用于研究恒星表面附近的湍流加熱如何依賴恒星的年齡、旋轉(zhuǎn)和恒星類型，以及恒星的耀斑活動(dòng)如何隨著恒星的演化而變化。這樣的研究也可能為我們提供一些關(guān)于未來(lái)太陽(yáng)活動(dòng)的線索。

錢德拉也有助于了解年輕恒星的X射線如何影響其行星形成，以及更成熟的恒星如何影響其行星。錢德拉的研究還揭示了巨行星可能會(huì)反過(guò)來(lái)影響它們的中心恒星。

接下來(lái)的頁(yè)面展示了錢德拉的一些經(jīng)典天文圖像——年輕恒星被包裹在寒冷的恒星塵埃搖籃里。許多圖像是與哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)合成的多波段圖像，展示了恒星搖籃壯麗絢爛的結(jié)構(gòu)。這些圖像覆蓋了廣闊的天區(qū)，且所有圖像顯示的都是我們銀河系內(nèi)的天區(qū)。

鷹狀星云 

鷹狀星云（M16）是一個(gè)恒星形成區(qū)，通常被稱為創(chuàng)生之柱（Pillars of Creation）。錢德拉對(duì)X射線源具有靈敏的分辨率，因此可以發(fā)現(xiàn)和識(shí)別數(shù)百顆非常年輕的恒星以及那些正在形成中的恒星，也就是原恒星。錢德拉和哈勃的觀測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成了這幅恒星誕生的壯觀圖像。

• 尺度和距離：圖像覆蓋約5.13光年的天區(qū)，距離地球約5700光年

• 波長(zhǎng)/顏色：X射線波段（較大的光點(diǎn)）：紅色，綠色，藍(lán)色；光學(xué)波段（漫射和較小的光點(diǎn)）：紅色，綠色，藍(lán)色

正如錢德拉見(jiàn)證了恒星的誕生，它也見(jiàn)證了恒星的死亡。當(dāng)一顆恒星缺乏足夠的燃料時(shí)，它中心的核聚變便會(huì)停止，于是開始將外層大氣拋入太空。大質(zhì)量恒星會(huì)以超新星爆發(fā)的形式結(jié)束生命，死亡儀式蔚為壯觀。伴隨著這種既安靜又猛烈的方式，恒星的死亡過(guò)程進(jìn)入新的階段：熾熱的氣體云迅速膨脹，輻射出明亮的X射線。

每隔50年左右，我們銀河系中就有一顆大質(zhì)量恒星死亡，產(chǎn)生超新星爆發(fā)。超新星爆發(fā)是宇宙中最劇烈的事件之一，爆發(fā)的威力會(huì)產(chǎn)生炫目的輻射閃光，沖擊波在太空中隆隆作響。

恒星的死亡不只有暴力的一面，還有更有意義的一面。超新星爆發(fā)也是向銀河系播撒碳、氮、氧、硅和鐵等元素的主要方式，這些元素正是我們已知的生命所必需的。通過(guò)超新星爆發(fā)，地球上便有了生命所必需的大部分元素，否則這些元素就會(huì)被鎖定在恒星的熔爐核心里。我們這些生命體的存在完全歸功于這些宇宙事件 ：實(shí)際上我們都是星塵的一部分。

像錢德拉這樣的X射線望遠(yuǎn)鏡對(duì)研究超新星遺跡及其產(chǎn)生的元素非常重要，因?yàn)槌滦潜l(fā)會(huì)產(chǎn)生極高的溫度（數(shù)百萬(wàn)攝氏度），甚至在爆發(fā)后數(shù)千年依然如是。這意味著許多超新星遺跡會(huì)一直輻射出最強(qiáng)的X射線，而難以被其他類型的望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到。

借助錢德拉，我們對(duì)恒星如何莊嚴(yán)地結(jié)束它們的生命產(chǎn)生了革命性的理解，這是錢德拉最偉大的科學(xué)遺產(chǎn)之一。接下來(lái)的圖像展示了死亡的恒星，其中一些是幾個(gè)世紀(jì)甚至幾千年以來(lái)人類所目擊到的。這些天體橫跨銀河系甚至更加遙遠(yuǎn)，通過(guò)把古代天文學(xué)家收集到的信息與現(xiàn)代科學(xué)有機(jī)結(jié)合，我們可以對(duì)它們的生死輪回有所了解。

貓眼星云

夜空中熠熠閃光的恒星，“拉手”起舞的雙星，熱烈活躍的超新星，“宇宙燈塔”脈沖星……但這僅僅是錢德拉眾多里程碑式發(fā)現(xiàn)的一部分，書中關(guān)于黑洞高速噴流、星系團(tuán)劇烈碰撞的高能展示更令人嘆為觀止。書中的每一幅圖像都是大自然的鬼斧神工，是宇宙交響樂(lè)的音符，是廣袤宇宙的剪影。

盡管我們已經(jīng)從錢德拉那里學(xué)到了很多，但宇宙中還有更多謎團(tuán)需要我們?nèi)ソ忾_，還有更多的科學(xué)問(wèn)題等著我們?nèi)ヌ剿鳌ASA的眾多科學(xué)家已經(jīng)為錢德拉的“接班人”——下一代X射線天文臺(tái)工作了好幾年，新的望遠(yuǎn)鏡的靈敏度可能是錢德拉的100倍，在觀測(cè)能力上也將有一個(gè)大的飛躍。

天文學(xué)幫你擴(kuò)展空間坐標(biāo)系，歷史幫你擴(kuò)展時(shí)間坐標(biāo)系；一個(gè)人的坐標(biāo)系有多大，見(jiàn)識(shí)才能有多廣。認(rèn)識(shí)宇宙，就是重新認(rèn)識(shí)我們自己，重新認(rèn)識(shí)我們的人生。

制版編輯 | Morgan