在遥远星系中成功探测行星状星云 行星状星云是什么？

　　利用MUSE仪器的数据，莱布尼茨天体物理研究所（AIP）的研究人员成功地探测到遥远星系中极微弱的行星星云。该方法是图像数据处理中的一种滤波算法，为宇宙距离测量开辟了新的可能性，从而也为确定哈勃常数开辟了新的可能性。

　　行星状星云是太阳附近众所周知的彩色物体，当恒星从红巨星阶段演化到白矮星阶段时，它会出现在恒星生命的末期:当恒星耗尽核聚变所需的燃料时，它会将气体外壳吹向星际空间，收缩，变得非常热，并激发膨胀的气体外壳发光。与恒星的连续光谱不同，这种气体外壳中某些元素的离子，如氢、氧、氦和氖，只发射特定波长的光。调谐到这些波长的特殊滤光器可以使微弱的星云可见。我们银河系中最接近的这类天体是螺旋星云，距离我们650光年。

　　随着行星状星云距离的增大，图像中的视直径减小，综合视亮度随距离的平方而减小。在我们邻近的星系，仙女座星系，距离比我们大近4000倍的地方，赫利克斯星云只能以点的形式出现，而它的表面亮度将是它的近1500万倍。随着现代大望远镜和长曝光时间，这些物体仍然可以用光学滤波器或成像光谱进行成像和测量。

　　这项新研究的第一作者、AIP无害FSPEC部门负责人马丁·罗斯（Martin Roth）说：“利用AIP开发的PMAS仪器，我们于2001年至2002年在卡拉阿尔托天文台（Calar Alto）的350万望远镜上首次成功地对仙女座星系中的几个行星星云进行了积分场光谱分析。然而，相对较小的pma视场还不允许对更大的对象样本进行调查。”

　　用更强大的仪器和50倍以上的视野，在更大的望远镜上进一步发展这些第一次实验，花了整整20年的时间。智利超大型望远镜的MUSE望远镜主要是为了在目前我们可以观察到的宇宙边缘发现极微弱的天体而研制的，并且已经产生了。壮观的结果为此目的，自第一次观察以来。正是这种特性在探测遥远星系中极微弱的PN时也起了作用。

　　NGC 474星系是一个非常好的例子，它通过与其他较小的星系碰撞，形成了一个明显的环形结构，由星体受到引力效应散射而成。它大约在1.1亿光年之外，比螺旋星云远约17万倍。因此，这个星系中行星状星云的表面亮度比Helix星云的亮度低近300亿倍，并且在宇宙感兴趣的星系范围内，该团队为之设计了MUSE仪器。

　　AIP的一组研究人员和来自美国的同事开发了一种方法，用MUSE来分离和精确测量远距离星系中高度灵敏的行星星云的微弱信号。在图像数据处理中，一种特别有效的滤波算法在图像处理中起着重要的作用。对于环星系NGC 474，提供了ESO档案数据，基于两次非常深的MUSE曝光，每次观测时间为5小时。数据处理结果：应用滤波算法后，共有15个极微弱的行星状星云出现。

　　这一高度敏感的方法开辟了一种新的测距方法，适用于解决目前讨论的测定哈勃常数的差异。行星状星云具有物理上不能超过某一最大亮度的特性。星系样品的光度分布函数，即行星星云（PNLF）的光度函数（PNLF），在明亮的一端断开。这种性质是标准蜡烛的性质，可以用统计方法计算距离。PNLF方法已于1989年由团队成员GeorgeJacoby（NSF的NOIRLab）和RobinCiardullo（宾州州立大学）开发。在过去的30年里，它已经成功地应用于50多个星系，但由于迄今使用的滤光片测量方法的限制。距离比处女座或穹窿星团更远的星系超出了这个范围。

　　这项研究现在发表在天体物理杂志，表明MUSE可以达到两倍以上的范围，允许独立测量哈勃常数。