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(tái)(Royal Observatory)和美國(guó)科學(xué)家對(duì)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(jìn)行了“深潛”,并發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個(gè)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(gè)新時(shí)代的開始,即研究像太陽(yáng)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(tái)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(huì)月報(bào)2022年12月。這項(xiàng)科學(xué)研究是根據(jù)韋伯早期發(fā)布觀測(cè)計(jì)劃中收集的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行的。</p>
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<p>宇宙懸崖位于星團(tuán)NGC3324內(nèi)一個(gè)巨大氣態(tài)空腔邊緣的區(qū)域,長(zhǎng)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(jìn)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(zhǎng)期以來的細(xì)節(jié),因?yàn)樗慕ㄔ焓菫榱藱z測(cè)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(yùn)動(dòng)。</p>
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<p>最近,通過分析特定波長(zhǎng)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(gè)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(yáng)。</p>
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<p>領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)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(shí)的快照,可以看到宇宙中一個(gè)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(shí),大多數(shù)恒星也會(huì)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(jī)就像一個(gè)雪犁,將推土機(jī)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(guó)皇家學(xué)會(huì)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(jìn)展,為我們提供了高分辨率、高靈敏度的紅外宇宙觀測(cè)。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(shí)被隱藏起來。這些噴流向周圍的云層注入能量,理論預(yù)測(cè)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(shí)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(jī)是恒星形成過程中最激動(dòng)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(shí)間窗口內(nèi)看到它們。”。</p>
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<p>之前對(duì)噴流和噴流的觀測(cè)大多著眼于附近區(qū)域和更進(jìn)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(zhǎng)中檢測(cè)到。Webb無與倫比的靈敏度允許對(duì)更遠(yuǎn)的區(qū)域進(jìn)行觀測(cè),而其紅外優(yōu)化探測(cè)的是塵埃采樣的年輕階段。這為天文學(xué)家提供了一個(gè)前所未有的視角,讓他們可以看到類似太陽(yáng)系誕生地的環(huán)境。</p>
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<p>Reiter補(bǔ)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(duì)類太陽(yáng)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(shí)期尤其難以捕捉,因?yàn)閷?duì)于每一顆恒星來說,這都是一個(gè)相對(duì)短暫的事件——在數(shù)百萬(wàn)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(huì)看到這一活動(dòng)的跡象,但這些噴射只有在你開始深度潛水時(shí)才可見——從每個(gè)不同的過濾器中分析數(shù)據(jù),并單獨(dú)分析每個(gè)區(qū)域,”帕薩迪納加州理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)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(cè)結(jié)果時(shí),天文學(xué)家們也在深入了解這些恒星形成區(qū)域的活動(dòng)情況,即使是在相對(duì)較短的時(shí)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(cè)將對(duì)這些新星流的速度進(jìn)行定量分析。作為一個(gè)相對(duì)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(tuán)?。?,這一分析提供了一個(gè)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(huì)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(diǎn)。</p>
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