倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院 | 閃耀光芒:NASA、瑪麗女王和愛丁堡的科學(xué)家利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)揭示了早期形成階段的年輕恒星
指南者留學(xué)
2023-03-30 20:51:06
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<p>倫敦瑪麗女王大學(xué)(Queen Mary University of London)、皇家天文臺(Royal Observatory)和美國科學(xué)家對詹姆斯·韋伯(James Webb)太空望遠(yuǎn)鏡(Space Telescope)首次拍攝的標(biāo)志性圖像之一進行了“深潛”,并發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個高能噴流,以及之前被塵埃云掩蓋的年輕恒星噴流。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著一個新時代的開始,即研究像太陽這樣的恒星是如何形成的,以及附近大質(zhì)量恒星的輻射如何影響行星的發(fā)展。</p>
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<p>萊斯大學(xué)、加州理工學(xué)院、瑪麗女王和愛丁堡皇家天文臺的科學(xué)家合著的一篇論文于本月(12月)發(fā)表,并于今天在皇家天文學(xué)會月報2022年12月。這項科學(xué)研究是根據(jù)韋伯早期發(fā)布觀測計劃中收集的觀測結(jié)果進行的。</p>
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<p>宇宙懸崖位于星團NGC3324內(nèi)一個巨大氣態(tài)空腔邊緣的區(qū)域,長期以來一直吸引著天文學(xué)家的興趣,將其視為恒星形成雖然哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進行了深入研究,但NGC3324中恒星形成的許多細(xì)節(jié)仍隱藏在可見光波段。韋伯望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)做好了充分準(zhǔn)備,可以梳理出這些長期以來的細(xì)節(jié),因為它的建造是為了檢測只有在高分辨率紅外中才能看到的噴流和噴流。韋伯的能力也使研究人員能夠追蹤哈勃太空望遠(yuǎn)鏡之前捕捉到的其他特征的運動。</p>
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<p>最近,通過分析特定波長紅外光(4.7微米)的數(shù)據(jù),包括瑪麗女王的托馬斯·霍沃斯博士在內(nèi)的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了20多個以前未知的由氫分子揭示的極年輕恒星的外流。韋伯的觀察揭示了一系列物體,從小型噴泉到從形成恒星延伸光年的嗡嗡巨獸。其中許多原恒星將成為低質(zhì)量恒星,比如我們的太陽。</p>
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<p>領(lǐng)導(dǎo)這項研究的德克薩斯州休斯頓萊斯大學(xué)天文學(xué)家梅根·賴特說:“韋伯給我們的是一張及時的快照,可以看到宇宙中一個更典型的角落里正在發(fā)生多少恒星形成,而這可能是我們以前無法看到的。”。</p>
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<p>氫分子是制造新恒星的重要成分,也是其形成早期階段的優(yōu)秀示蹤劑。當(dāng)年輕恒星從圍繞它們的氣體和塵埃中收集物質(zhì)時,大多數(shù)恒星也會以噴射和流出的方式,將其中一部分物質(zhì)再次從極地區(qū)域噴出。然后這些噴氣式飛機就像一個雪犁,將推土機推到周圍環(huán)境中。在韋伯的觀察中可以看到,氫分子被這些噴射物卷起并激發(fā)。</p>
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<p>英國皇家學(xué)會多蘿西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)研究員、瑪麗女王天文學(xué)研究所(Queen Mary)托馬斯·霍沃斯(Thomas Haworth)博士表示: “詹姆斯·韋伯(James Webb)太空望遠(yuǎn)鏡在許多方面取得了突破性進展,為我們提供了高分辨率、高靈敏度的紅外宇宙觀測。紅外線比可見光更容易被遮擋,這意味著JWST可以比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡更深入地觀察銀河系中巨大的恒星形成云。</p>
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<p>因此,它的“深層潛水”揭示了年輕恒星發(fā)出的大量噴流,這些噴流在哈勃望遠(yuǎn)鏡觀察同一區(qū)域時被隱藏起來。這些噴流向周圍的云層注入能量,理論預(yù)測這將使云層更加湍流,并影響其他恒星的形成。以前,我們只能在噴流從濃密的云層中出現(xiàn)后才能看到它們,此時它們不再產(chǎn)生任何影響?,F(xiàn)在重要的是,JWST現(xiàn)在給了我們超越理論模型的力量,讓我們理解噴流在恒星形成區(qū)域所扮演的角色。</p>
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<p>圖森亞利桑那大學(xué)(University of Arizona in Tucson)的合著者內(nèi)森·史密斯(Nathan Smith)解釋說:“像這樣的噴氣式飛機是恒星形成過程中最激動人心的部分的路標(biāo)。我們只能在原恒星活躍吸積的短暫時間窗口內(nèi)看到它們。”。</p>
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<p>之前對噴流和噴流的觀測大多著眼于附近區(qū)域和更進化的物體,這些物體已經(jīng)可以從哈勃望遠(yuǎn)鏡的可見波長中檢測到。Webb無與倫比的靈敏度允許對更遠(yuǎn)的區(qū)域進行觀測,而其紅外優(yōu)化探測的是塵埃采樣的年輕階段。這為天文學(xué)家提供了一個前所未有的視角,讓他們可以看到類似太陽系誕生地的環(huán)境。</p>
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<p>Reiter補充道:“這為在詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡之前一直不可見的相當(dāng)?shù)湫偷挠钪姝h(huán)境中觀察這些新生恒星群打開了大門。”。“現(xiàn)在我們知道下一步該從哪里著手,探索哪些變量對類太陽恒星的形成至關(guān)重要。”</p>
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<p>這段非常早期的恒星形成時期尤其難以捕捉,因為對于每一顆恒星來說,這都是一個相對短暫的事件——在數(shù)百萬年的恒星形成過程中,只有幾千到10000年。</p>
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<p>“輸入7月首次發(fā)布的圖片,你會看到這一活動的跡象,但這些噴射只有在你開始深度潛水時才可見——從每個不同的過濾器中分析數(shù)據(jù),并單獨分析每個區(qū)域,”帕薩迪納加州理工學(xué)院的團隊成員喬恩·莫爾斯(Jon Morse)分享道。“這就像找到埋藏的寶藏。”</p>
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<p>在分析新的韋伯觀測結(jié)果時,天文學(xué)家們也在深入了解這些恒星形成區(qū)域的活動情況,即使是在相對較短的時間內(nèi)。通過比較Webb捕捉到的該地區(qū)之前已知的流出情況哈勃望遠(yuǎn)鏡從16年前開始,科學(xué)家們就能夠追蹤噴射物的速度和方向。</p>
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<p>Haworth博士說:“在這方面需要做更多的研究。未來的觀測將對這些新星流的速度進行定量分析。作為一個相對溫和的大質(zhì)量恒星形成區(qū)域(比獵戶座大,但比星暴星團?。?,這一分析提供了一個預(yù)覽,以了解恒星形成與詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可能會提供。這是我們向前邁出的一大步。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p>
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