证实恒星形成理论 韦布太空望远镜拍到1300光年外巨蛇座星云图像

IT之家 6 月 22 日消息,NASA 发文,宣布詹姆斯・韦布(James Webb)太空望远镜借助其近红外相机 (NIRCam) 拍摄到了地球 1300 光年外的巨蛇座星云(Serpens Nebula)图像。

这张照片不仅本身看起来十分绚丽,最重要的是它还捕捉到了一种科学家期待已久的现象。我们这里可以将其称为“双极喷流”,从而证实了科学家提出的恒星形成理论。

当然,巨蛇座星云只有一两百万年的历史,从宇宙的角度来看非常非常年轻(科学家估计地球约有 46 亿到 50 亿年历史)。

如图所示,图像中央密集部分正孕育着许多新生恒星,它们大约只有 10 万年左右的历史,其中一些恒星最终会成长到与我们太阳相似的质量大小。

图中左上角区域,我们依稀可以看见几条名为「原恒星喷流(Protostellar outflow)」的长条型气体。正如天文学家所猜测的那样,同一片原始星云中的喷流全部都朝向同一个方向喷出。

这些喷流是由来自新生恒星的气体喷流高速撞击附近的气体和尘埃所形成的。通常情况下,这些喷流在一个区域内会呈现出不同的方向。然而,在这一观测区域中,它们就像暴风雨中的雨夹雪一样,以相同的角度全都倾斜向同一个方向。

这意味着星云中的所有年轻恒星,都以自转轴对准同一个方向的姿态并以同方向不断旋转。

NASA 喷气推进实验室首席研究员克劳斯・蓬托皮丹 (Klaus Pontoppidan) 表示:“天文学家长期以来一直认为,当星云团坍缩形成恒星时,恒星会倾向于朝同一个方向旋转。然而,我们之前从未如此直接地观测到这一情景。这些排列整齐的细长结构是恒星诞生基本方式的历史纪录片。”

那么恒星喷流的排列与恒星的自转有何关系呢?简单来说,当星际中的气体云坍缩形成恒星时,它会不断加速旋转,而气体不断向内收缩的唯一途径就是去除部分自旋(我们一般称为角动量)。

想象一下,一个年轻恒星周围会逐渐形成一个物质盘,从而将物质不断向下输送,就像排水口周围的漩涡一样不断旋转、压缩,而在这一过程中,内盘中的旋转磁场便会将一些物质发射成双生喷流,它们会向相反的方向以垂直于物质盘的方式向外进行喷射。

在韦布拍摄到的图像中,这些喷流以红色的明亮块状条纹进行表示,这也喷流撞击周围气体和尘埃形成的冲击波,这里的红色代表了分子氢和一氧化碳的存在。

巴尔的摩太空望远镜科学研究所的首席作者乔尔・格林 (Joel Green) 表示:“巨蛇座北部这片区域 —— 只有通过韦布望远镜才能清晰地看到。我们现在能够看到的这些极其年轻的恒星及其喷流,其中一些以前看起来只是斑点,或者由于周围的厚层尘埃而在光学波段完全不可见。”

天文学家表示,在年轻恒星生命周期这段时间内,可能会有一些力改变外流的方向。其中一种方式是当双星相互旋转并以不稳定的方向摆动时,会随着时间的推移扭曲外流的方向。

格林称,“韦布太空望远镜就犹如一台寻找年轻恒星的机器。在这个区域,我们能够捕捉到所有年轻恒星的信号,甚至包括质量最小的恒星。”

蓬托皮丹也补充道,“这幅图像为我们呈现了一幅非常完整的画面”。图像中的各种色调的细丝和缕状物代表了来自云内仍在形成的原始恒星的反射星光。在某些区域,反射之前存在着尘埃,这些尘埃在这幅图像中呈现出橙色和弥散的色调。

值得一提的是,该区域还有着一些巧合的发现,例如因其外形而得名的“蝙蝠状阴影”(IT之家注:命名来自于哈勃太空望远镜 2020 年的数据),而这一特征在韦布图像的中也清晰可见。


宇宙惊艳之美:银河系星流、星际之门,为什么是创造之柱呢?

欣赏美图美文前问问大家,你知道到“创造之柱”吗?你知道它有多美吗?至于美可能难以形容,那么下面“博科园”就带大家领略这令人陶醉的宇宙之美——创造之柱(巨蛇座鹰状星云中形成恒星的区域)。

利用钱德拉望远镜,研究人员在鹰状星云区域中发现了1700多个x射线源。 其中三分之二来源是位于星云中的年轻恒星,而其中一些则是在这个围绕着创造之柱的小范围内,在这里和周围环境中没有最近的超新星证据。 (图片)X射线:NASA / CXC / INAF / 等;光学:NASA / STSCI

在距离7000光年远的鹰状星云创造之柱,是哈勃望远镜最具代表性的图像之一。

鹰状星云包含了数千颗新星,明亮的中央星团,各种蒸发气体的球状星团包含了活跃恒星形成区以及年轻璀璨的恒星。图片:NASA / ESA & HUBBLE; WIKISKY TOOL

整个星云本身就是一场竞赛:新恒星的蒸发辐射与星云冷却气体正在形成的活跃恒星形成做“斗争”。

这张照片对比了两幅鹰状星云创造之柱,哈勃望远镜相隔20年拍摄的照片。 左边的新图像几乎和1995年的右边一样,几乎完全相同。 然而最新的图像使用哈勃2009年安装的广角相机3,以更清晰的方式捕捉发光的氧、氢和硫磺。 有了这两张图片,天文学家就可以研究创造之柱结构是如何随时间变化的,并展示了人类可以通过在太空中做天文学来学习的最好例子之一。 图片:NASA, ESA/HUBBLE AND THE HUBBLE HERITAGE TEAM

哈勃在20世纪90年代中期首次观测到,新的的技术和时间流逝使我们对这个系统有了更进一步认识。

创造之柱顶部气体结构的细微变化显示出一种可能来自创造之柱内新生的大质量恒星流出,这与钱德拉测量的新恒星位置一致。图片:NASA, ESA, AND THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)

随着恒星的外流和喷流渗透到气体中,新恒星显然正在诞生。

望远镜下的星空奇观

天文学家们最近发布了一组令人惊叹的新图像,展示了四个迷人的天文目标:螺旋星系 NGC 1672 和 Messier 74、恒星形成星云 Messier 16,以及星团 NGC 346。 这些图像是通过将来自 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜、美国宇航局斯皮策太空望远镜、NASA 的钱德拉 X 射线天文台、ESA 的 XMM-Newton、NASA/ESA 哈勃太空望远镜以及 ESO 新技术望远镜的数据相互结合而得到的。

NGC 1672是一个棒旋星系,距离我们 5200 万光年,位于剑鱼座。 在靠近中心的区域,棒旋星系的旋臂大多位于环绕核心的笔直恒星带中,而其他旋臂的旋臂则一直扭曲到核心。 美国宇航局天文学家说:“钱德拉数据揭示了像中子星或黑洞这样的致密天体从伴星以及爆炸恒星的残余物中吸取物质。 ”“哈勃望远镜的额外数据有助于用尘埃和气体填充旋臂,而韦伯数据显示星系旋臂中的尘埃和气体。 ”

Messier 74位于赤道双鱼座,距离地球约 3200 万光年。 这个螺旋星系是在 1780 年 9 月由法国天文学家皮埃尔·梅尚发现的。 梅西耶 74 也被称为幻影星系、M74、NGC 628、LEDA 5974 和 HIPASS J0136+15,直径为 95,000 光年。 Messier 74 是一类特殊的旋涡星系,被称为大设计旋涡,这意味着它的旋臂突出且轮廓分明,这与某些旋涡星系中的斑驳和参差不齐的结构不同。

Messier 16位于巨蛇座,距离地球约 6,500 光年。 它也被称为鹰状星云,是著名的天空区域,通常被称为创造之柱。 研究人员说:“韦伯图像显示了黑暗的气体和尘埃柱笼罩着少数剩余的刚刚形成的释放大量 X 射线的年轻恒星。 ”

天鹰星云图片介绍

自1995年哈勃太空望远镜拍摄的那幅令人惊叹的图像问世以来,天鹰星云在全球范围内赢得了极高的声誉,被誉为宇宙中最具标志性的星云之一。 这张名为创造之柱的图片揭示了恒星孕育的奥秘,它展示了一团团富含星际气体的密集区域,这些被称为蒸发中的气体球,正是恒星诞生的摇篮。

在这幅图片中,我们能直观地看到气体云的巨大规模和动态过程,它们仿佛是宇宙中的艺术雕塑,记录了恒星形成过程中的壮丽瞬间。 创造之柱这个名字,不仅象征着新生的开始,也寓言了恒星生命的诞生与演化。 通过哈勃望远镜的镜头,我们得以一窥宇宙深处的神秘世界,感受到自然法则的奇妙和威力。

这不仅仅是一张照片,它是科学与艺术的完美结合,让我们对宇宙的宏大和复杂有了更深的理解。 每一次凝视这颗创造之柱,都仿佛在向我们讲述一个关于恒星诞生与死亡的宇宙故事,激发着我们对未知的无尽好奇与探索。

扩展资料

天鹰星云Eagle Nebula 又称为M16,是个位在巨蛇座的大型发射星云,星云内有许多年轻恒星和原恒星。

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