哈伯望遠鏡拼貼影像 揭開仙女座星系數億恆星的神秘面紗

一個世紀前，美國天文學家愛德文·哈伯首次確定，這個所謂的「螺旋星雲」距離我們的銀河系大約250萬光年。如今，美國國家航空暨太空總署（NASA）與歐洲太空總署（ESA）合作的哈伯太空望遠鏡，完成了對仙女座星系最全面的觀測。為了拍攝這幅色彩繽紛的影像，蒐集資料歷時超過10年，它捕捉到了2億顆恆星的光芒，是由600多張快照拼貼而成。

這是迄今為止，由哈伯望遠鏡觀測資料拼湊而成的最大型影像拼貼作品。它呈現了距離地球250萬光年之遙的鄰近星系——仙女座星系的全景。圖片出處：NASA / ESA / 華盛頓大學的B. Williams。

位於250萬光年之外的仙女座星系（梅西耶31），是銀河系最近的大型星系鄰居。

哈伯望遠鏡敏銳的成像能力，能分辨出仙女座星系中超過2億顆恆星，這些恆星的亮度比太陽更亮。在影像中，它們看起來就像灘上的沙粒。但這只是冰山一角。

據估計，仙女座星系的恆星總數高達一兆顆，許多質量較小的恆星因亮度低於哈伯望遠鏡的靈敏度極限而無法被探測到。

華盛頓大學天文學家卓晨及其同事表示：「拍攝仙女座星系是一項艱鉅的任務，因為在天空中，它比哈伯望遠鏡平常觀測的星系大得多，那些星系往往距離我們數十億光年。」

「整個拼貼影像的完成，是基於哈伯望遠鏡的兩個觀測計畫。總共需要超過1000次的軌道執行，歷時超過十年。」

「這幅全景影像的計畫，源起於大約十年前的全色哈伯仙女座星系資源庫（PHAT）計畫。」

仙女座星系幾乎是以側面朝向地球，相對於地球的視角傾斜了77度；其中有趣的區域包括：（a）星系中嵌入的明亮藍色恆星群、更遙遠的背景星系，以及幾顆位於銀河系內的明亮前景恆星「亂入」鏡頭；（b）NGC 206是仙女座星系中最顯眼的恆星雲；（c）一群年輕的藍色新生恆星；（d）衛星星系M32，它可能是曾經與仙女座星系碰撞的星系殘留核心；（e）跨越無數恆星的黑暗塵埃帶。圖片出處：NASA / ESA / 華盛頓大學的B. Williams。

「利用哈伯望遠鏡的高階巡天相機（ACS）和寬視野相機3（WFC3），在近紫外線、可見光和近紅外線波段拍攝了仙女座星系的北半部。」

「接下來的全色哈伯仙女座星系南部資源庫（PHAST）計畫，則補充了仙女座星系南半部約1億顆恆星的影像。」

「這個區域在結構上獨具特色，相比PHAT計畫所繪製的北部星盤，它對星系的合併歷史更為敏感。」

「這兩個計畫共同覆蓋了仙女座星系的整個星盤，該星盤幾乎是以側面朝向地球——相對於地球的視角傾斜了77度。」

「仙女座星系非常龐大，這幅拼貼影像由大約600個獨立的視場拼湊而成。」

相關研究成果發表在《天體物理學期刊》的一篇論文中。

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卓晨等人，2025年。PHAST。全色哈伯仙女座星系南部資源庫。I. M31中超過9000萬顆恆星的紫外線和光學光度測量。《天體物理學期刊》979卷，35頁；doi: 10.3847/1538 - 4357/ad7e2b