外媒天文图片精选:微缩的宇宙，见过么? 人类对宇宙究竟能观测到多远的距离？

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人类对宇宙究竟能观测到多远的距离？假设我们能够检测到周围所有类型的辐射，我们能看到以及可能看到的一切构成了可观测宇宙。我们能观测到的最远距离源自宇宙微波背景辐射，那是138亿年前，宇宙仍然混沌如同浓雾一般。我们周围的一些中微子和引力波来自更遥远的地方，但人类还未拥有能够检测到它们的技术。这张图以奇特的方式展现了可观测宇宙。地球和太阳位于中央，由太阳系、附近的恒星和星系、遥远的星系、丝状的早期物质以及宇宙微波背景层层包围。整张图越往外延伸比例越小。

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这颗星是迄今人类观测到的最远恒星？它的发现纯属偶然。这张哈勃太空望远镜的图像不仅仅展现了不寻常的引力透镜现象，也展现了这颗比过去单独成像的任何恒星都要远上100倍的恒星。左图正方形边框内显示了出现引力透镜光弧的星系团以及许多淡黄色的星系。该星系团部分区域放大后的情形如右，其中一处光源在2011年（右上图）并不明显，但在2016年（右下图）却可观测到。这个光源的光谱和亮度变化很奇怪，不同于超新星，似乎更像一颗正常的蓝巨星。由于引力透镜效应，它被放大了大约2000倍。这个被称为“伊卡洛斯（Icarus）”的光源位于远在上述星系团之后的一个星系中，它位于宇宙中很遥远的地方——红移1.5的位置。

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这个很不寻常的红矩形星云是如何形成的？星云中心是一个逐渐老去的双星系统，它为该星云提供了动力。很可能是厚厚的尘埃环把本应呈现球形的物质流挤压成两个尖端相触的锥形。由于我们从尘埃环的侧面观测，两个锥形的边界似乎形成了X形。独特的梯级结构表明物质的释放间歇性进行着。几百万年后，随着中央双星之一的核燃料进一步耗尽，这个红矩形星云很可能演变成行星状星云。这张图由哈勃望远镜的数据处理而成。

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美丽的螺旋星系M101的跨度约有17万光年，相当庞大，几乎是银河系的两倍。其核心的光芒主要来自温度较低的淡黄色恒星。沿着旋臂分布着温度更高的蓝色年轻恒星、模糊的尘埃带以及粉红色的恒星形成区。M101也称风车星系，位于距离地球约2300万光年的北天星座大熊星座的边界内。前景处是银河系的恒星。右下角的矮星系NGC 5474可能因过去与M101的引力相互作用而被扭曲。

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第谷峰顶中心附近的一块巨石从何而来？第谷陨石坑是月球上最易辨识的地貌之一。右下角的插图中，我们用肉眼就能识别出来。左上角的插图以俯视角度展现了该陨石坑。月球侦察轨道器（LRO）上以极高的分辨率拍摄了这个120米的巨石。天文学家目前的主要假设是，大约1.1亿年前，形成第谷陨石坑的一次猛烈撞击期间，巨石被抛出，并偶然落到中央山峰的顶部中心附近。接下来的十亿年间，流星的撞击和月震会让低谷的中央逐渐坍塌，很可能导致这块巨石滚落到2000米直至陨石坑底，并最终瓦解。

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史蒂克妮陨石坑是火卫一上的最大陨石坑。它得名于安吉莉·史蒂克妮·霍尔（Angeline Stickney Hall）。霍尔是一名数学家，是天文学家阿萨夫·霍尔（Asaph Hall）的妻子。她在1877年发现了火星的两颗卫星。史蒂克妮陨石坑的跨度超过了9公里，几乎是火卫一直径的一半，这样看来形成该陨石坑的那次撞击很可能差点粉碎这颗卫星。2008年3月，距离火卫一大约6000公里时，火星侦察轨道器上的HiRISE相机捕捉了这张令人震惊的色彩增强图。其表面引力还不到地球引力的千分之一，但影像中的条纹表明，随着时间推移，松散的物质不断在陨石坑壁内滑落。陨石坑边缘附近的淡蓝色区域暴露于地表的时间相对较短。地表诸多凹沟的形成原因仍是未知数，但可能与形成史蒂克妮陨石坑的那次剧烈撞击有关。

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这张高分辨率的火星地表特写图中，光线和或浓或淡的阴影之间产生着戏剧性的对比。2014年1月24日，火星侦察轨道器上的HiRISE相机拍摄了这张跨度大约1.5公里的照片。当时相机位于火星上空250公里处，俯视着南部高地火山口的沙丘地带，太阳与地平线成5度角。只有沙丘顶部完全被阳光照射。一个漫长而寒冷的冬季即将来到南半球，沙丘上开始出现明亮的季节性线状霜冻。

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2017年8月21日，月球把太阳遮挡了数分钟，形成了美国大日蚀（Great American Eclipse）。这张经过数字处理的图片详尽展现了日冕的形态。日冕由炽热的气体构成，只有在日全食期间才可用肉眼看到。这张图合成了70多张使用了不同曝光时间的照片。一系列互补的HDR图像还原了足够的细节，从而展现了日冕的活动。这些原始照片摄于美国俄勒冈州的早晨，以获得稳定的大气观测条件。下一次可在地球上观看到的日全食将发生在2019年7月。

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前景主要是美国犹他州的布莱斯峡谷，以其数百万年间逐渐侵蚀的许多有趣的岩石结构而闻名。银河系的中央光带以弧形横跨夜空，接近地平线的天空有几道飞机行驶而过的短条痕。高空中可以找到至少四道宝瓶座厄塔流星雨(Eta Aquariid shower)划过夜空留下的长痕。点点星光中可以欣赏到夏季大三角(summer triangle)，即由天琴座的织女星、天鹅座的天津四及天鹰座的牛郎星组成的虚拟三角形结构，其中织女星位于三角形的直角顶点上。这张全景图由12张原始照片合成。

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这张照片清楚地展现了夏季大三角的几何结构。若是北方的春节，织女星、天津四及牛郎星会在清晨出现，若在北方秋季它们会在夜晚出现。在夏天的几个月里，接近午夜时分，由于很亮，这个三角星群十分好找。这张照片中的前景是长城，峰顶是望京楼。在这个晴朗的夜晚，北京的城市灯光在远处清晰可见。

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月亮的光晕是一种相当常见的现象，含有数百万个微小冰晶的高海拔薄云覆盖大部分天空时会出现这种现象。每块冰晶发挥着微型镜头的作用，大部分晶体都具有相似的细长六边形形状。光线射入一个晶面，再从另一个相对的晶面以22度角折射而出，刚好与月晕的半径吻合。白天可以观察到类似的日晕。不过，云层中如何形成冰晶仍待研究。这张照片的前景是巨石阵。中间的那块巨石自最后一个冰河时期存留至今，而以圆形环绕周围的石柱在19世纪期间被竖立于此。

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看懂这张照片需要一定眼力的。4月30日，美国阿拉巴马州东北部刘易斯山上，太阳正从一个绿树成荫的低矮山脊上落下。照片的右下角是地球的灰色阴影。天空中出现了呈粉红色光辉的金星带，它的色彩是地平线下正在下沉或上升的阳光被大气反射和散射造成的。木星是右上角最大最亮的那颗星，下方紧挨着它的小光点是木卫二，它的上方是木卫三和木卫四。月球是最上面的一颗星，由于距离地球更近、更亮，它似乎比木星的这三颗卫星都大。但实际上，它略小于木卫三和木卫四，略大于木卫二。天空中还出现了两架喷气飞机划过的轨迹。木星此时距离“木星冲日”时与太阳完全相反的位置不远了。5月8日，太阳、地球和木星排成了一条直线，这时木星距离地球最近，亮度达到最亮。

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在国际空间站上欣赏极光要赶在太阳升起之前。日出后，背景处的地球变得太亮，就无法欣赏极光。空间站以极快的轨道速度环绕地球，这意味着日落过后不足47分钟就会出现日出。这张照片中，国际空间站下方可以看到一道绿色的极光，而日出正从左上角闯入。太空中的极光极为迷人，它们不断变换形状，如同巨大的绿色变形虫。极光因来自太阳的高能电子和质子而起，这些电子和质子影响着地球的磁场，然后朝地球螺旋下降，它们的高速行进导致大气原子和分子发光。国际空间站的轨道高度几乎与极光一样，已许多次直接穿过极光薄薄的上层区域，但这既不会伤害到宇航员，也不会改变极光的形状。