NASA其他的空间望远镜
GALEX：关注恒星诞生，不论远近
Joshua Roth
NASA勇敢的GALEX卫星正在编写整个时空中恒星诞生的历史。
GALEX一瞥：
名称：星系演化探测器（Galaxy Evolution Explorer）
发射：2003年4月28日
当前轨道：近圆轨道，轨道高度700千米
望远镜：0.5米 f/6.0 Ritchey-Chrétien望远镜
仪器：2架成象或分光用圆形65毫米（视场1.2度）紫外探测器（同时在不同波段上使用）
网址：http://www.galex.caltech.edu
使用寿命：资金提供至2006年9月，但航天器本身可以工作更久（无消耗性部件）
重要科学成果：测绘邻近星系中的恒星诞生；在整个宇宙史中普查恒星诞生情况；拍摄了整个天空（除了存在可能损坏探测器的亮星的天区），极限星等20等，精选出的区域极限星等更低；建立了恒星、星系和类星体光谱图集
天体辐射的紫外光子中，只有少数可以穿过地球大气层。这与你的皮肤科医生告诉你的一样。但我们这个星球的防晒霜却让天文学家们无法看到来自年轻热星的光线，而这些热星还来不及离开它们的诞生地。
简而言之，这就是加州理工学院的天体物理学家D. Christopher Martin及其同事要设计制造重280千克的星系演化探测器（GALEX）的原因。人们希望2003年4月28日发射进入地球轨道的GALEX能通过巡视大部分天区，拍摄数以百计的邻近星系和数千万遥远星系的图象而完成早期紫外探险。如果NASA能够延长其马上要结束的任务，GALEX还可以获取上万颗恒星、星系以及遥远类星体的光谱。
对于象Martin这样的权威人士而言，GALEX迄今最令人惊异的成果要数那些有着在紫外波段上通红而其他波段昏暗的外盘的星系了，外盘的紫外光来自其中年龄小于1亿年的恒星。在可见光照片中，来自这些星系盘外缘的“正常”星光很少或没有。由于只有大质量的短寿命恒星才能以紫外光的形式辐射其大部分能量，这也就意味着GALEX新发现的青春期恒星是由刚刚开始产星的恒星工厂所造就。为什么这些产星工厂能做到这一点依旧是个谜。
三角星系M33的紫外图象，因无数的年轻恒星而发光（图片提供：GALEX Team/NASA/JPL）；小插图：M33的可见光图象。（图片提供：Sean Walker）
没那么神秘，但依旧很引人入胜的是在碰撞的星系（如飞马座的Stephan五重星系）中新近的产星系统。星系间的碰撞使分子云发生压缩，激活了供应恒星诞生的原始物质。Martin说，由于在年轻而拥挤的宇宙中，星系频繁碰撞，“这样的恒星诞生活动可能在早期宇宙中相当激烈。”但这一点并不能利用GALEX提供给我们的宇宙学意义上邻近系统（如Stephan五重奏，它距离地球“只有”3亿光年）的资料来进行研究。
在GALEX的紫外视野中，Stephan五重奏星系团中丰富的产星活动描绘出潮汐碎片的分布（大图，图片提供：GALEX Team）……尽管在可见光图象中它们几乎不可见。（小插图，图片提供：NOAO/AURA /NSF）
在Martin列出的惊讶成果名单上，排在下一位的处在我们的宇宙后院中：那些在紫外波段的辐射与中红外光度相比大得不寻常的星系。先前的可见光巡天表明，这些星系在大爆炸仅仅20亿年后是普遍的。但来自空间望远镜研究所（Space Telescope Science Institute）的Daniela Calzetti说，“人们认为它们并不存在”于当今成熟的宇宙中，这是由于星系中早期恒星产生的尘埃大概会吸收晚期恒星的紫外辐射。Calzetti说，但“GALEX确认，这是个误解”——这可能是因为紫外亮度高的星系中，大部分演化迅速的恒星在作为超新星爆发的时候会驱散尘埃。
星系棒在哪里？左：GALEX眼中的天炉座NGC 1365（大图，图片提供：GALEX Team）……以及业余天体摄影家拍摄的同一星系（小插图，图片提供：Volker Wendel/Bernd Flach-Wilken）。右：狮子座M95的紫外（大图，图片提供：GALEX Team）……和可见光照片（小插图，图片提供：NOAO/AURA/NSF）。
虽然GALEX只能在几亿光年的范围内对产星区作详细的观测，但它的设计者们却希望利用它非凡的光谱敏感度去量化大半个宇宙史中星系的产星速率。GALEX的设计者之一、来自哥伦比亚大学的David Schiminovich和他的同事们就此问题作了初次尝试，他们的工作表明，当宇宙诞生后60亿年，高亮度紫外星系的典型产星速率比在当今有着140亿年历史的宇宙中快上5至10倍。
GALEX对恒星形成最重大的贡献之一最终可能来自类星体，它们区分于其他星系的特征是在关键波段缺乏紫外辐射。这些超高亮度的星系核光谱在某些特定波段上有很深的缺口，这是射向地球的光线穿过途经星系中的氢云而导致的。如果这些气体云是星系用以制造新恒星的原始物质，那么利用偶然分布在更远处的类星体的光谱来探测这些气体云将让天文学家得知产星原料是否随着星系年龄的增加而变稀疏。小组成员、加州理工学院的Todd Small说，“这将是个巧妙的故事”，如果在GALEX已证明气体供应的减少与缩减的产星率一致的话。
在这张紫外照片中，由黑洞供能的活跃星系半人马A的喷出物促进了恒星诞生（箭头所指）。（图片提供：GALEX Team）
几乎没有什么太空计划不会出现故障。但哪怕是按照业内标准，GALEX的发射之路也是十分崎岖的。一起违反专利的诉讼使GALEX失去了它的第一个陀螺仪，其无线电发射系统的制造商又破产了，而计划用于GALEX分光的棱栅则是毁在了发洪水的地下室中。
不过，Martin说，当它发射后，“我们在轨的表现与我们的标准完全相符”。这有一个例外：去年3月，航天器的远紫外探测器几乎是损坏了，而在写这篇文章的时候（2005年10月），在其96分钟的轨道周期中，只有一半的可利用时间被用于观测。
无论如何，Martin说：“我们已经被塞在数据的海洋中了，我们在这些数据中找到了太多的东西，没有时间去将它们追究到底。”而他那耗资1亿美元的计划仍能取得预期的大部分结果。
在1995年成为Sky & Telescope的员工之前，资深编辑Joshua Roth研究领域是宇宙学和伽玛射线天文学。
