NASA的韦伯拍摄到年轻恒星的超音速外流

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜对赫比格-哈罗211的高分辨率近红外观测揭示了一颗年轻恒星外流的精致细节，这颗恒星与我们的太阳类似。赫比格-哈罗天体是由恒星风或新生恒星喷出的气体形成冲击波与附近的气体和尘埃高速碰撞而形成。这张图片展示了东南部（左下）和西北部（右上）的弓形激波，以及为它们提供动力的狭窄的双极射流，其细节前所未有。被湍流条件激发的分子，包括氢分子、一氧化碳分子和一氧化硅分子，会发出红外光，由韦伯收集，绘制出外流的结构。
影像来源：ESA/Webb, NASA, CSA, T. Ray (Dublin Institute for Advanced Studies)

赫比格-哈罗天体是新生恒星周围的明亮区域，当恒星风或新生恒星喷出的气体喷流形成冲击波，与附近的气体和尘埃高速碰撞时形成。这张来自NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的HH 211的照片显示了一颗0级原恒星的外流，这颗原恒星是一颗类似太阳的年前恒星，当时它的年龄不超过几万年，质量只有现在太阳的8%（它最终会成长为一颗像太阳一样的恒星）。

红外成像在研究新生恒星及其外流方面十分强大，因为这些恒星总是嵌在它们形成的分子云的气体中。恒星外流的红外辐射穿透了模糊的气体和尘埃，使得像HH 211这样的赫比格-哈罗天体非常适合用韦伯灵敏的红外仪器进行观测。受到湍流条件激发的分子，包括分子氢、一氧化碳和一氧化硅，会发出红外光，由韦伯收集，绘制出外流的结构。

这张图片展示了东南部（左下）和西北部（右上）的弓形激波，以及为它们提供动力的狭窄的双极射流。韦伯以前所未有的细节揭示了这一场景——比HH 211之前的任何图像的空间分辨率高5到10倍。内部喷流在中心原恒星的两侧以镜像对称的方式“摆动”。这与较小尺度上的观测结果一致，并表明原恒星实际上可能是一颗无法分辨的双星。

早期用地面望远镜对HH 211的观测显示，巨大的弓形激波正远离我们（西北方向），并向我们（东南方向）移动，并分别在受冲击的氢气和一氧化碳中发现了类似空腔的结构，以及在一氧化硅中形成复杂且摆动的双极喷流。研究人员利用韦伯的新观测结果确定，与具有类似外流类型的更进化的原恒星相比，该天体的外流相对较慢。

该团队测量了最内部外流的速度，大约为每秒48-60英里（每秒80至100公里）。然而，这些外流和它们碰撞的主要物质——冲击波——之间的速度差要小得多。研究人员得出结论，最年轻恒星的外流，如HH 211中心的物质，主要由分子组成，因为相对较低的冲击波速度不足以将分子分解为更简单的原子和离子。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，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NASA及其合作伙伴ESA和CSA领导的一项国际计划。

参考来源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-snaps-supersonic-outflow-of-young-star