哈勃望远镜 35 周年庆典带来了对草帽星系的生动重新构想，揭示了隐藏的尘埃带和遥远的恒星。这顶标志性的“墨西哥帽”几乎没有任何新恒星形成，同时它拥有一个巨大而平静的黑洞。其光晕中微妙的化学线索表明，一场巨大的合并塑造了它引人注目的轮廓。

哈勃望远镜最新拍摄的马赛克照片聚焦于草帽星系明亮的核球、布满尘埃的盘面以及宁静的中心黑洞。遥远恒星中重元素的痕迹暗示着一次剧烈的合并塑造了其独特的形态。图片来源：ESA/哈勃和 NASA，K. Noll

作为哈勃望远镜35周年纪念活动的一部分，欧洲航天局( ESA ) 将发布一系列特别图像，重现哈勃观测到的一些最引人注目的天体。这些更新的图像结合了最新的哈勃数据和先进的图像处理技术，展现了全新层次的细节。

该系列的第一幅图像聚焦于NGC 346星系。现在，团队将注意力转向了他们长期以来最关注的星系：草帽星系。这张新处理的图像展现了该星系盘面更精细的结构，并揭示了比以往任何时候都更遥远的背景恒星和星系。

过去20年里，哈勃望远镜拍摄了多张草帽星系的图像，其中包括2003年10月发布的一张广受认可的版本（见下图）。最近，在2024年11月，詹姆斯·韦伯太空望远镜（ NASA、ESA和CSA合作项目）为这个标志性星系提供了截然不同的视角。

美国宇航局的哈勃太空望远镜以其锐利的目光，捕捉到了宇宙中最雄伟、最上镜的星系之一——草帽星系，梅西耶104（M104）。该星系的标志性特征是一个明亮的白色球状核心，周围环绕着构成星系螺旋结构的厚厚尘埃带。图片来源：美国宇航局和哈勃遗产团队（STScI/AURA）

草帽星系：距离、动态和可见性

草帽星系位于室女座，距离我们约3000万光年，以其独特的外观而闻名。从侧面看，它明亮的中央凸起和轮廓分明的星系盘形似一顶草帽的帽檐和帽冠，因此得名草帽星系。

尽管草帽星系恒星密集，但令人惊讶的是，它并非恒星形成的温床。每年，在星系盘中，只有不到一个太阳质量的气体转化为恒星。即使是星系中心的超大质量黑洞，其质量高达90亿个太阳，是银河系中心黑洞的2000多倍，也相当平静。

该星系过于暗淡，肉眼无法观测，但使用普通的业余望远镜即可轻松观测。从地球上看，该星系的直径约为满月直径的三分之一。由于该星系在天空中的尺寸过大，哈勃望远镜的狭窄视野无法容纳，因此这幅图像实际上是由多幅图像拼接而成的。

结构之谜和合并线索

这个星系尤其引人注目的原因之一是它的视角，它与星系赤道仅相差六度。从这个有利位置，错综复杂的团块和尘埃丝在明亮的白色星系核和核球的映衬下格外醒目，营造出一种与土星及其光环颇为相似的效果——只不过，它拥有史诗般的银河尺度。

与此同时，这种极端的角度使得草帽星系的结构难以辨别。目前尚不清楚它是像我们银河系那样的螺旋星系，还是椭圆星系。奇怪的是，该星系的盘面看起来像一个相当典型的螺旋星系盘，其球状核球和晕也相当典型的椭圆星系——但这两个部分的组合既不像螺旋星系，也不像椭圆星系。

研究人员利用哈勃望远镜对草帽星系进行了研究，测量了该星系膨胀晕中恒星的金属（天文学家称之为比氦重的元素）。这种测量可以帮助天文学家更好地了解星系的历史，并可能揭示它过去是否与其他星系合并过。就草帽星系而言，晕中富含金属的恒星表明，数十亿年前它可能与一个巨大星系合并过。哈勃望远镜的灵敏测量暗示了一场古老的星系碰撞，这或许可以解释草帽星系独特的外观。

3D动画展示哈勃太空望远镜在地球上空的景象。图片来源：ESA/Hubble（M. Kornmesser & LL Christensen）

哈勃太空望远镜已探索宇宙三十余年，以其清晰的图像和突破性的发现彻底改变了我们对太空的理解。哈勃望远镜是美国国家航空航天局 (NASA) 和欧洲航天局 (ESA) 的联合项目，由位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心管理，其任务运营由位于丹佛的洛克希德·马丁航天公司提供支持。科学运营由位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所负责，该研究所由美国大学天文研究协会运营。哈勃望远镜一直是天文学领域最重要的工具之一，为从星系形成到宇宙膨胀等各个领域的研究提供了宝贵的见解。

编译自/scitechdaily