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解码恒星起源:韦伯对NGC 604的红外洞察

2024-04-03科学

这张来自美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的NIRCam(近红外相机)拍摄的恒星形成区域NGC 604的图像显示了来自明亮、炽热的年轻恒星的恒星风如何在周围的气体和尘埃中形成空腔。 图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI

研究附近高浓度大质量年轻恒星的独特机会

在天文学领域,「附近」一词是相当相对的。 我们家乡银 河系 的邻近星系距离我们只有几百万光年。 相比之下,一些曾经探测到的最遥远的星系,更接近 大爆炸 ,距离数十亿光年。 在某些情况下,以极高分辨率研究附近物体的能力可以帮助天文学家更好地理解更远的物体。

以恒星形成区域NGC 604为例。 这个区域位于273万光年外的附近的三角星系中,类似于我们银河系中熟悉的恒星诞生区域,如猎户座星云,但它的范围要大得多,并且包含许多最近形成的恒星。 这些区域是更遥远的「星爆」星系的小尺度版本,这些星系经历了极高的恒星形成率。

这张来自美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI(中红外仪器)拍摄的恒星形成区域NGC 604的图像显示了在中红外波长下,较冷的气体和尘埃的大云是如何发光的。 这个区域是恒星形成的温床,是200多颗最热、质量最大的恒星的家园,它们都处于生命的早期阶段。 图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI

用美国宇航局的韦伯太空望远镜窥视NGC 604的卷须

恒星的形成和它们所居住的混乱环境是宇宙研究最充分但又充满神秘色彩的领域之一。 美国宇航局 的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope )正在以前所未有的方式揭示这些过程的复杂性 .

来自韦伯的NIRCam(近红外相机)和MIRI(中红外仪器)的两张新图像展示了恒星形成区域NGC 604,位于距离地球273万光年的三 角星系(M33) 中。 在这些图像中,海绵状气泡和伸展的气体细丝蚀刻了比过去更详细、更完整的恒星诞生挂毯。

NGC 604 洞察

在NGC 604尘土飞扬的气体层中,有200多颗最热、质量最大的恒星,它们都处于生命的早期阶段。 这些类型的恒星是B型和O型,后者的质量可能是我们太阳质量的100倍以上。 在附近的宇宙中很少能找到这种集中的它们。 事实上,在我们自己的银河系中没有类似的区域。

这种大质量恒星的集中,加上其相对较近的距离,意味着NGC 604为天文学家提供了一个机会,可以在它们生命早期的迷人时期研究这些天体。

韦伯的近红外和中红外观测

在韦伯的近红外近红外图像(页面顶部的图像)中,最明显的特征是卷须和发射团块,它们呈鲜红色,从看起来像空地或星云中的大气泡的区域延伸出来。 来自最明亮和最热的年轻恒星的恒星风已经雕刻出这些空腔,而紫外线辐射使周围的气体电离。 这种电离的氢气表现为白色和蓝色的幽灵般的光芒。

韦伯近红外图像中明亮的橙色条纹表示存在称为多环芳烃或多环芳烃的碳基分子。 这种物质在星际介质以及恒星和行星的形成中起着重要作用,但其起源是一个谜。 当您远离直接清除的灰尘时,较深的红色表示分子氢。 这种较冷的气体是恒星形成的主要环境。

这张NGC 604的图像由韦伯的NIRCam(近红外相机)拍摄,显示了指南针箭头、比例尺和颜色键,以供参考。
北罗盘和东罗盘箭头显示图像在天空中的方向。
比例尺以光年为单位标记,光年是光在一个地球年内传播的距离。 (光传播的距离等于比例尺的长度需要 3 年)。 一光年约等于 5.88 万亿英里或 9.46 万亿公里。
该图像显示了已转换为可见光颜色的不可见近红外波长的光。 颜色键显示在收集光线时使用了哪些 NIRCam 滤光片。 每个滤光片名称的颜色是用于表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。
图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI

Webb 的精致分辨率还提供了对以前看起来与主云无关的功能的见解。 例如,在韦伯的图像中,有两颗明亮的年轻恒星在中央星云上方的尘埃中开辟出洞,通过弥漫的红色气体连接起来。 美国宇航局哈勃太空望远镜的可见光成像 中,这些斑点显示为单独的斑点。

韦伯在中红外波长下的观点也为该地区多样化和动态的活动提供了新的视角。 在NGC 604的MIRI视图(页面顶部的第二张图片)中,恒星明显减少。 这是因为热恒星在这些波长下发出的光要少得多,而较冷的气体和尘埃云则发光。 在这张图像中看到的一些恒星属于周围的星系,是红超巨星 - 很酷但非常大的恒星,是我们太阳直径的数百倍。 此外,出现在NIRCam图像中的一些背景星系也会褪色。 在MIRI图像中,物质的蓝色卷须表示多环芳烃的存在。

NGC 604估计大约有350万年的历史。 发光气体云延伸到大约1,300光年宽。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的空间科学天文台。 韦伯正在解开我们太阳系的谜团,将目光投向其他恒星周围的遥远世界,并探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。 韦伯是由美国宇航局及其合作伙伴ESA( 欧洲航天局 )和加拿大航天局领导的国际计划。