原創(chuàng) Jaynar NASA愛好者 2023-02-17 23:15 發(fā)表于陜西

收錄于合集#韋布空間望遠鏡41個

來自美國國家航空航天局（NASA）詹姆斯·韋布空間望遠鏡的新圖像使科學家們首次高分辨率地觀測到附近星系的精細結(jié)構(gòu)，以及年輕恒星的形成對其造成的影響。NGC 1433是一個棒旋星系，其核心十分明亮，周圍環(huán)繞著雙星形成環(huán)。在韋布空間望遠鏡的紅外圖像中，科學家們首次看到了正在形成的恒星向周圍環(huán)境釋放能量的洞穴狀氣泡。在NGC 1433的圖像中，藍色、綠色和紅色分別表示韋布空間望遠鏡在波長為7.7、10和11.3和21微米處的MIRI數(shù)據(jù)(分別為F770W、F1000W和F1130W和F2100W)。 圖像來源：NASA、歐洲航天局（ESA）、加拿大航空局（CSA）和J. Lee (NOIRLab)。

圖像處理：A. Pagan (空間望遠鏡科學研究所，STScI)

研究人員通過NASA的詹姆斯·韋布空間望遠鏡首次在紅外波長上以前所未有的高分辨率觀測鄰近星系的恒星形成、氣體和塵埃。使用這些數(shù)據(jù)，已初步收集了21篇研究論文，這些論文為我們研究宇宙中一些最小尺度的過程（恒星形成的開始）如何影響我們宇宙中最大天體（星系）的演化提供了新的見解。

在韋布空間望遠鏡第一年的科學操作中，對鄰近星系的最大規(guī)模調(diào)查正在由鄰近星系高角分辨率物理學（Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies，簡稱PHANGS）合作項目進行，涉及來自全球的100余名研究人員。Janice Lee是美國國家科學基金會（National Science Foundation）NOIRLab計劃的雙子座天文臺（ Gemini Observatory ）的首席科學家，也是隸屬于亞利桑那大學（University of Arizona）的天文學家，她領(lǐng)導了韋布空間望遠鏡的觀測工作。

該團隊正在研究19個螺旋星系的不同樣本，在韋布空間望遠鏡啟動科學操作的最初幾個月里，對其中5個目標：M74、NGC 7496、IC 5332、NGC 1365和NGC 1433進行了觀測。相關(guān)觀測結(jié)果已經(jīng)讓天文學家大感震驚。

美國約翰·霍普金斯大學（Johns Hopkins University）的研究小組成員David Thilker表示：“我們所觀測到的精細結(jié)構(gòu)的高清晰度著實讓我們大吃一驚。” 加拿大阿爾伯塔大學（University of Alberta）的團隊成員Erik Rosolowsky表示：“我們直接觀測到了年輕恒星形成的能量是如何影響它們周圍的氣體的，這實在是很了不起。”

在這張來自MIRI的圖像中，NGC 7496的螺旋臂充滿了相互重疊的洞穴狀氣泡和外殼。這些細絲和空心腔是年輕恒星正在釋放能量的證據(jù)，在某些情況下，還會吹走它們周圍星際介質(zhì)的氣體和塵埃。在這張NGC 7496的圖像中，藍色、綠色和紅色分別表示韋布空間望遠鏡在波長7.7、10和11.3和21微米的MIRI數(shù)據(jù)（分別為F770W、F1000W和F1130W和F2100W）。 圖像來源：NASA、ESA、CSA和J. Lee (NOIRLab)。圖像處理：A. Pagan (STScI) 來自韋布空間望遠鏡的中紅外儀器（Mid-Infrared Instrument，簡稱MIRI）的圖像揭示了這些星系中高度結(jié)構(gòu)化特征的網(wǎng)絡(luò)的存在：發(fā)光的塵埃腔和排列在螺旋臂上的巨大的洞穴狀氣泡。在觀測到的鄰近星系的一些區(qū)域，這張?zhí)卣骶W(wǎng)似乎是由年輕恒星釋放能量的單獨和重疊的殼層和氣泡組成的。來自加州大學圣地亞哥分校（University of California, San Diego）的團隊成員Karin Sandstrom表示：“在哈勃空間望遠鏡成像中一片漆黑的區(qū)域在這些新的紅外圖像中呈現(xiàn)出精致的細節(jié)，使我們能夠研究星際介質(zhì)中的塵埃如何吸收形成恒星的光，并將其以紅外形式發(fā)射出去，照亮了復雜的氣體和塵埃網(wǎng)絡(luò)。” 研究這些結(jié)構(gòu)所需的高分辨率成像技術(shù)長期以來一直困擾著天文學家，直到韋布空間望遠鏡的出現(xiàn)。 來自俄亥俄州立大學（Ohio State University）的團隊成員Adam Leroy補充道：“PHANGS團隊花了數(shù)年時間，使用NASA的哈勃空間望遠鏡、阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, 簡稱ALMA）和甚大望遠鏡（Very Large Telescope，簡稱VLT）的多單元光譜探測器（Multi Unit Spectroscopic Explorer，簡稱MUSE），在光學、射電和紫外線波長上觀測這些星系。然而，一顆恒星生命周期的最初階段一直處于我們的視野之外，因為該過程被包裹在氣體和塵埃云中。” 韋布空間望遠鏡強大的紅外探測能力能夠穿透塵埃將缺失的碎片連接起來。 例如，MIRI（波長為7.7微米和11.3微米）和韋布空間望遠鏡的近紅外相機（Webb’s Near-Infrared Camera）（波長為3.3微米）可觀測到的特定波長對多環(huán)芳烴的排放非常敏感，多環(huán)芳烴在恒星和行星的形成中起著關(guān)鍵作用。韋布空間望遠鏡在PHANGS項目的首次觀測中發(fā)現(xiàn)了這些分子。在最精細的尺度上研究這些相互作用，有助于我們深入了解星系如何隨著時間的推移而演化的更大圖景。在MIRI對NGC 1365的觀測中，星際介質(zhì)中的塵埃和氣體團塊吸收了形成恒星的光，并以紅外線將其發(fā)射出去，照亮了一個由洞穴狀氣泡和絲狀殼組成的復雜網(wǎng)絡(luò)，這些氣泡和絲狀殼受到年輕恒星向星系的旋臂釋放能量的影響。在這張NGC 1356的圖像中，藍色、綠色和紅色被分別表示韋布空間望遠鏡在波長為7.7、10、11.3和21微米處的MIRI數(shù)據(jù)（分別為F770W、F1000W和F1130W和F2100W）。 圖像來源：NASA、ESA、CSA和J. Lee (NOIRLab)。圖像處理：A. Pagan (STScI)來自馬克斯·普朗克天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy）的Eva Schinnerer是PHANGS合作項目的負責人，她表示：“這些觀測數(shù)據(jù)被認作是財政項目的一部分，因此當它們在地球上被觀測和接收到時，我們就可以向公眾開放提供這些數(shù)據(jù)。” PHANGS團隊將致力于創(chuàng)建和發(fā)布數(shù)據(jù)集，將韋布空間望遠鏡的數(shù)據(jù)與之前從其他天文望遠鏡獲得的每個補充數(shù)據(jù)集相匹配，以幫助加速更廣泛的天文學界的發(fā)現(xiàn)。 Lee表示：“多虧了韋布空間望遠鏡的高分辨率，我們能夠首次對恒星的形成進行全面的普查，并對本星系群以外鄰近星系的星際介質(zhì)氣泡結(jié)構(gòu)進行盤點。這項普查工作將有助于我們了解恒星的形成及其反饋如何在星際介質(zhì)上留下印記，然后產(chǎn)生下一代恒星，或者它實際上如何阻礙下一代恒星的形成。” PHANGS團隊的這項研究是普通觀測項目2107（ General Observer program 2107）的一部分。該團隊最初的發(fā)現(xiàn)，包括21項單獨的研究，已于近期發(fā)表在《天體物理學雜志快報》（ The Astrophysical Journal Letters）的特刊上。 詹姆斯·韋布空間望遠鏡是世界上首屈一指的空間科學天文望遠鏡。韋布空間望遠鏡將解決太陽系中的謎團，觀測其他恒星周圍的遙遠世界，探索宇宙的神秘結(jié)構(gòu)和起源，以及我們在宇宙中的位置。韋布空間望遠鏡是由NASA及其合作伙伴ESA和CSA領(lǐng)導的一個國際項目。

來源: NASA愛好者

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