在夜空下，一个（不太）遥远的星系

在夜空下，一个（不太）遥远的星系

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编者按：本文重点介绍了韦伯科学进展中的数据，这些数据尚未通过同行评审。 我们与罗格斯大学的克里斯汀·麦克奎恩（Kristen McQuinn）进行了交谈，他是韦伯早期发布科学项目（Early Release Science, ERS）项目1334的首席科学家之一，专注于分析恒星群。这些是大恒星群，包括矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特星系（Wolf-Lundmark-Melotte, WLM）中的恒星，它们的距离近到足以让韦伯区分单个恒星，但距离足以让韦伯一次拍摄大量恒星。 斯皮策太空望远镜的红外阵列相机（左）和詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外相机（右）拍摄到的矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特星系（Wolf-Lundmark-Melotte, WLM）的一部分。这些图像展示了韦伯在分辨星系外微弱恒星方面的非凡能力。斯皮策图像3.6微米的红外光显示为青色光和4.5微米的红外光显示为橙色光（IRAC1和IRAC2）。韦伯的图像0.9微米的红外光显示为蓝色、1.5微米的红外光显示为青色光、2.5微米的红外光显示为黄色光和4.3微米的红外光显示为红色（滤光片F090W、F150W、F250M和F430M）。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。 科学资料来源：NASA, ESA, CSA, STScI, and Kristen McQuinn (Rutgers University). 影像处理：Alyssa Pagan (STScI). 那么，给我们介绍一下WLM这个星系。这个星系有什么有趣的呢? WLM是我们银河系附近的一个矮星系。它距离银河系相当近（距离地球仅约300万光年），但也相对孤立。我们认为WLM没有与其他系统相互作用，这使得它非常适合测试我们的星系形成和进化理论。附近的许多其他星系都与银河系纠缠在一起，这使得研究它们更加困难。 关于WLM的另一个有趣而重要的事情是，它的气体与构成早期宇宙星系的气体相似。从化学角度来说，它的含量相当不丰富。(也就是说，它缺乏比氢和氦重的元素。) 这是因为星系通过一种我们称为星系风的东西失去了许多这样的元素。尽管WLM最近一直在形成恒星——真的，在整个宇宙时间里——而且这些恒星一直在合成新的元素，但当大质量恒星爆炸时，一些物质会从星系中被驱逐出去。超新星的能量足以将物质推出像WLM这样的小质量星系。 这使得WLM非常有趣，因为你可以用它来研究恒星如何在像古代宇宙那样的小星系中形成和演化。 你安排在天文馆展示这张照片。当你看到投射在穹顶上的影像时，你有什么感觉? 这真是鼓舞人心。真是不可思议。我再也不会看到同样的画面了。在穹顶上看到这个，就像从一个黑暗的地方仰望我们自己的夜空——银河。我可以想象我们正站在WLM星系的一颗行星上，仰望它的夜空。 我们可以看到无数不同颜色、大小、温度、年龄和演化阶段的恒星；星系内有趣的星云气体云；具有韦伯衍射尖峰的前景恒星；以及背景星系，具有潮汐尾等整齐的特征。这真是一幅美丽的画面。 当然，这里的景色远比我们肉眼所能看到的要深邃和美好得多。即使你是从这个星系中央的一颗行星上往外看，即使你能看到红外光，你也需要仿生眼睛才能看到韦伯看到的东西。 你想通过研究WLM找到什么? 主要的科学重点是重建这个星系的恒星形成历史。低质量恒星可以存活数十亿年，这意味着我们今天在WLM中看到的一些恒星形成于早期宇宙。通过确定这些低质量恒星的属性（比如它们的年龄），我们可以深入了解遥远的过去发生了什么。这与我们通过观察高红移系统所了解到的星系早期形成非常互补，在高红移系统中，我们可以看到星系最初形成时的样子。 早期发布科学项目旨在突出韦伯的能力，帮助天文学家为未来的观测做准备。你是如何支持其他天文学家的这项工作的？ 在几个方面。我们正在检查NIRCam仪器本身的校准情况。我们正在检查我们的恒星演化模型。我们正在开发测量恒星亮度的软件。 我们已经用哈勃非常仔细地研究了这个完全相同的领域。现在我们用韦伯来研究近红外光，我们使用WLM作为一种比较标准（就像你在实验室中使用的那样），以帮助我们理解韦伯的观测结果。我们想确保我们测量恒星的亮度非常非常精确。我们还想确保我们理解了近红外的恒星演化模型。 我们的团队还负责开发一个公共软件工具，以测量NIRCam图像中所有已解析恒星的亮度。这是一个非专有工具，每个人都可以使用。我们正在开发和测试软件，并优化用于测量的参数。这是世界各地天文学家的基础工具。如果你想对天空中拥挤在一起的已解析恒星做些什么，你需要一个这样的工具。 参考来源： https://blogs.nasa.gov/webb/2022/11/09/beneath-the-night-sky-in-a-galaxy-not-too-far-away/

令人难忘的画像：NASA的韦伯揭示了创生之柱中的尘埃和结构

令人难忘的画像：NASA的韦伯揭示了创生之柱中的尘埃和结构

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NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到的创生之柱的中红外照片令人不寒而栗。存在于这一区域的数千颗恒星似乎消失了，因为恒星通常不会发出太多中红外光，而看似无穷无尽的气体和尘埃层成为了中心。韦布中红外仪器（MIRI）对尘埃的探测非常重要，因为尘埃是恒星形成的主要成分。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI) 这不是被时间遗忘的坟墓的空灵风景。这些沾满烟尘的手指也不会伸出来。这些充满气体和尘埃的星柱，遮蔽了几千年来慢慢形成的恒星。NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜在中红外光下拍下了这张奇异的、布满尘埃的创生之柱的照片，为我们展示了一个熟悉景观的新视角。 为什么在韦伯的中红外仪器(MIRI)图像中，中红外光会让人产生如此阴郁、令人心寒的情绪?星际尘埃遮蔽了这一场景。虽然中红外光专门用来显示尘埃的位置，但恒星在这些波长下不够明亮，无法显现。相反，这些若隐若现的铅色气体和尘埃柱在边缘闪烁，暗示着内部的活动。 成千上万的恒星在这个地区形成。当研究韦伯最近的近红外相机（NIRCam）图像时，这一点十分明显。在MIRI的视图中，大多数恒星似乎都不见了。为什么呢？因为许多新形成的恒星周围不再有足够的尘埃，无法在中红外光中探测到。相反，MIRI观测的是那些还没有脱去尘埃 “外衣 “的年轻恒星。这些是位于星柱边缘的深红色球体。相比之下，点缀在场景中的蓝色恒星正在老化，这意味着它们已经褪去了大部分的气体和尘埃层。 中红外光擅长观测气体和尘埃的极端细节。这一点在整个背景中也是不容置疑的。尘埃最密集的区域是最深的灰色。顶部的红色区域形成了一个神秘的V形，就像一只展翅的猫头鹰，是尘埃扩散和冷却的地方。请注意，没有背景星系出现——星系盘最密集部分的星际介质因气体和尘埃而过于膨胀，使它们的遥远光线无法穿透。 这个景观有多大？沿着最上面的星柱走，停在那颗像扫帚一样从其下缘伸出来的明亮的红色恒星上。这颗恒星和它的覆盖层比我们整个太阳系还要大。 1995年，NASA的哈勃太空望远镜首次拍摄到这一场景，并于2014年再次进行观测，但许多其他天文台，如NASA的斯皮策太空望远镜，也曾深入观察过创生之柱。通过每一次观测，天文学家都获得了新的信息，并通过他们正在进行的研究对这个恒星形成区域有了更深入的了解。每一种波长的光和先进的仪器都提供了更加精确的气体、尘埃和恒星的数量，这为研究人员的恒星形成模型提供了依据。由于新的MIRI图像，天文学家现在拥有比以往任何时候都更高分辨率的中红外光数据，并将分析其更精确的尘埃测量结果，以创建这个遥远地区更完整的三维景观。 创生之柱位于巨大的鹰状星云中，距离地球6,500光年。 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/2022/haunting-portrait-nasa-s-webb-reveals-dust-structure-in-pillars-of-creation

韦伯揭示了创生之柱的新细节

韦伯揭示了创生之柱的新细节

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Our James Webb Space Telescope has captured a new image of the famous Pillars of Creation—first imaged by the Hubble Space Telescope in 1995—that reveals new details about the region. The three-dimensional pillars look like majestic rock formations but are far more permeable. These columns are made up of cool interstellar gas and dust that sometimes appear semi-transparent in near-infrared light. Webb’s new view of the Pillars of Creation will help researchers revamp their models of star formation by identifying far more precise counts of newly formed stars, along with the quantities of gas and dust in the region. Over time, they will begin to build a clearer understanding of how stars form and burst out of these dusty clouds over millions of years. Download…

詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了前所未有的早期宇宙的细节

詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了前所未有的早期宇宙的细节

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编者按：本文重点介绍了韦伯科学进展中的数据，这些数据尚未通过同行评审。 NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜是专门用来探测来自遥远星系的微弱红外光，并让天文学家瞥见早期宇宙的情况。在我们宇宙的这个早期阶段，星系的性质既不为人所知，也不为人理解。但是在前景星系团的引力透镜的帮助下，暗淡的背景星系可以被放大，并在图像的不同部分多次出现。 星系团MACS0647的巨大引力就像一个宇宙透镜，用来弯曲和放大来自更远的MACS0647-JD星系的光线。它还将JD系统放大了三倍，使其图像出现在三个不同的位置。这些用白框突出显示的图像标记为JD1、JD2和JD3；放大的视图显示在右侧的面板中。在这张来自韦伯近红外相机（NIRCam）仪器的图像中，蓝色被指定为1.15和1.5微米（F115W，F150W）的波长，绿色被指定为2.0和2.77微米（F200W，F277W）的波长，红色被指定为3.65和4.44微米（F365W，F444W）的波长。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。 影像来源：科学数据: NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) 影像处理: Alyssa Pagan (STScI) 今天，我们和三位研究韦伯望远镜的天文学家坐下来谈谈他们的最新发现。团队成员是欧洲航天局和约翰霍普金斯大学AURA/STScI的丹·科；约翰霍普金斯大学的萧虎（Tiger Hsiao）；以及德克萨斯大学奥斯汀分校的丽贝卡·拉尔森。这些科学家一直在用韦伯望远镜观测遥远的星系MACS0647-JD，他们发现了一些有趣的事情。 丹·科：10年前，我用哈勃太空望远镜发现了这个星系MACS0647-JD。当时，我从未研究过高红移星系，然后我发现了这一个可能在红移11时最遥远的星系，大约能回溯到97%大爆炸事件时的时间。对于哈勃望远镜，它只是一个苍白的红点。我们可以看出它真的很小，只是宇宙最初4亿年中的一个小星系。现在我们使用韦伯，我们能够解析两个对象！我们正在积极讨论这是两个星系还是一个星系中的两个恒星团。我们不知道，但这些是韦伯设计用来帮助我们回答的问题。 萧·宇扬·虎（Tiger Yu-Yang Hsiao）：你也可以看到，这两个物体之间的颜色是如此不同。一个更蓝，另一个更红。蓝色气体和红色气体有不同的特征。蓝色的天体实际上有非常年轻的恒星形成，几乎没有尘埃，但是红色的小天体里面有更多的尘埃，而且更古老。而且它们的恒星质量也可能不同。 我们在这么小的系统中看到两种结构，这真的很有趣。我们可能正在见证非常早期的宇宙中的星系合并。如果这是最遥远的合并，我真的会欣喜若狂！。 科耶：由于大质量星系团MACS0647的引力透镜作用，它被分成三个图像:JD1、JD2和JD3。它们分别被放大了八倍、五倍和两倍。 丽贝卡·拉森：到目前为止，我们还没有真正能够详细研究早期宇宙中的星系。在韦伯之前，我们只观测到几十个这样的星系。研究它们可以帮助我们了解它们是如何进化成像我们今天居住的星系一样。还有，宇宙是如何随着时间演变。 我想我最喜欢的部分是，对于我们得到的这么多新的韦伯图像，如果你在背景中看，有所有这些小点，这些都是星系！他们每个人。我们所获得的信息数量之多令人惊讶，而这些信息是我们以前无法看到的。这不是一个深场照片。这不是长曝光照片。我们甚至已经很久没有真正尝试过用这个望远镜来观察一个地方了。这只是开始！ 这是哈勃太空望远镜2012年拍摄的MACS0647-JD图像（Hubblesite.org上的过滤器信息）与詹姆斯·韦伯太空望远镜2022年拍摄的图像（使用与上图相同的颜色分配）的对比。请注意，MACS0647-JD在哈勃图像中看起来像一个微弱的红点，但韦伯揭示了更多的细节。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。 影像来源：科学数据: NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) 影像处理: Alyssa Pagan (STScI) 参考来源： https://blogs.nasa.gov/webb/2022/10/26/webb-offers-never-before-seen-details-of-early-universe/

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了早期宇宙中的致密宇宙结

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了早期宇宙中的致密宇宙结

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通过NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜，观察早期宇宙的天文学家们有了一个惊人的发现：在一个极红的类星体周围，一个大质量星系团正在形成。这一结果将扩展我们对早期宇宙星系团如何聚集在一起并形成我们今天看到的宇宙网的理解。 类星体是一种特殊类型的活动星系核（AGN），是在星系中心有超大质量黑洞的致密区域。落入超大质量黑洞的气体使类星体的亮度超过了星系中所有的恒星。 韦伯观测的类星体名为SDSS J165202.64+172852.3，存在于115亿年前。它异常的红色不仅是因为它本身的红色，还因为星系的光因其巨大的距离而发生了红移。韦伯在红外波长上具有无与伦比的灵敏度，非常适合详细地研究星系。 左边是哈勃太空望远镜在可见光和近红外光下拍摄的类星体SDSS J165202.64+172852.3。右边和下面的图像展示了詹姆斯·韦伯太空望远镜在多个波长下的新观测结果。他们展示了在中心类星体周围新观测到的星系团内气体的分布和运动。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI, D. Wylezalek (Heidelberg Univ.), A. Vayner and N. Zakamska (Johns Hopkins Univ.) and the Q-3D Team 这颗类星体是在如此遥远的地方观测到的最强大的星系核之一。天文学家推测，这颗类星体的极端辐射可能会导致“星系风”，将自由气体从其宿主星系中推出，并可能极大地影响那里未来的恒星形成。 为了研究星系中气体、尘埃和恒星物质的运动，研究团队使用了望远镜的近红外光谱仪（NIRSpec）。这个强大的仪器使用一种叫做光谱学的技术来观察类星体周围各种外流和风的运动。NIRSpec可以同时收集望远镜整个视场的光谱，而不是一次只从一个点收集光谱，从而使韦伯能够同时检查类星体、其星系和更广阔的环境。 NASA的哈勃太空望远镜和其他天文台先前的研究引起了人们对类星体强大外流的关注，天文学家推测，它的宿主星系可能正在与某个看不见的伴星合并。但研究团队并没有期望韦伯的NIRSpec数据清楚地表明，它不仅是一个星系，而且至少还有三个星系围绕着它旋转。多亏了广阔区域的光谱，所有这些周围物质的运动都可以被绘制出来，从而得出这样的结论：红色类星体实际上是星系形成的密集结的一部分。 “在这个早期阶段，几乎没有已知的星系原星系团。我们很难找到它们，而且很少有自大爆炸以来有时间形成。”德国海德堡大学的天文学家多米尼卡·怀勒扎勒克说，他和韦伯一起领导了这项研究。“这最终可能有助于我们了解密集环境中的星系如何演变。 这是一个令人兴奋的结果。” 利用NIRSpec的观测结果，研究团队确认了这类星体的三个星系伴星，并显示了它们之间的联系。哈勃望远镜的档案数据暗示，可能还有更多。哈勃第三代广域照相机拍摄的图像显示，类星体及其星系周围有大量的物质，促使研究团队选择进行这项研究，以了解其流出物及其对宿主星系的影响。研究团队怀疑他们可能一直在观察整个星系团的核心——直到现在韦伯的清晰成像才揭示了这一点。 “我们对数据的第一次观察很快揭示了邻近星系之间主要相互作用的明确迹象。”马里兰州巴尔的摩约翰·霍普金斯大学的研究小组成员安德烈·韦纳说。“NIRSpec仪器的灵敏度很快就显现出来，我很清楚，我们正处于红外光谱的新时代。” 这三个被证实的星系以难以置信的高速度围绕彼此旋转，这表明存在大量的质量。结合它们与类星体周围区域的紧密程度，研究团队认为这标志着早期宇宙中已知的星系形成最密集的区域之一。“即使是一个致密的暗物质结也不足以解释它。”怀勒扎勒克说。“我们认为我们可能看到一个区域，两个巨大的暗物质光环正在合并在一起。”暗物质是宇宙中一个不可见的组成部分，它将星系和星系团连接在一起，并被认为形成了一个“光环”，延伸到这些结构中的恒星之外。 怀勒扎勒克团队进行的这项研究是韦伯对早期宇宙研究的一部分。凭借其史无前例的回溯能力，望远镜已经被用于研究第一批星系是如何形成和演化，以及黑洞是如何形成并影响宇宙结构。该团队正在计划对这个意想不到的星系原星系团进行后续观测，并希望利用它来了解像这样的密集、混乱的星系团是如何形成，以及它是如何受到其中心活跃的超大质量黑洞的影响。 这些结果将发表在《天体物理学杂志通讯》上。这项研究是作为韦伯的早期发布科学项目#1335的一部分完成。 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/2022/nasa-s-webb-uncovers-dense-cosmic-knot-in-the-early-universe

创生之柱

创生之柱

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2022年10月20日 Pillars of Creation Image Credit: Science – NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam Processing – Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI) Explanation: A now famous picture from the Hubble Space Telescope featured these star forming columns of cold gas and dust light-years long inside M16, the Eagle Nebula, dubbed the Pillars of Creation. This James Webb Space Telescope NIRCam image expands Hubble’s exploration of that region in greater detail and depth inside the iconic stellar nursery. Particularly stunning in Webb’s near infrared view is the telltale reddish emission from knots of material undergoing gravitational collapse to form stars within the natal clouds. The Eagle Nebula is some 6,500 light-years distant. The larger bright emission nebula is itself an easy target for…

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄了充满恒星的创生之柱

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄了充满恒星的创生之柱

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在NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外视图中，创生之柱呈现出万花筒般的色彩。这些柱子看起来像是从沙漠景观中升起的拱门和尖塔，但却充满了半透明的气体和尘埃，而且不断变化。这是一个年轻恒星正在形成的区域，或者说，在它们继续形成的过程中刚刚从它们的尘埃茧中破茧而出。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI). NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到了一幅郁郁葱葱、非常详细的景观——标志性的创生之柱，在那里，新的恒星正在稠密的气体云和尘埃云中形成。这些三维柱子看起来像雄伟的岩层，但渗透性更强。这些柱状物由冷的星际气体和尘埃组成，它们有时在近红外光下呈半透明。 1995年，NASA哈勃太空望远镜首次拍摄到创生之柱（Pillars of Creation）的图像，使之声名鹊起。韦伯对创生之柱的新观点将帮助研究人员通过更精确地确定新形成恒星的数量，以及该地区气体和尘埃的数量，来改进恒星形成模型。随着时间的推移，他们将开始更清楚地了解数百万年来恒星是如何从这些尘土飞扬的云层中形成和爆发。 1995年，NASA哈勃太空望远镜首次拍摄到创生之柱（Pillars of Creation）的图像，使之声名鹊起。2014年，哈勃望远镜重新拍摄了这一场景，在可见光下展现了更清晰、更广阔的视野，如上图左图所示。NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的一幅新的近红外光图（见右图），帮助我们看到了这个恒星形成区域更多的尘埃。厚厚的、灰蒙蒙的棕色恒星柱不再那么不透明，更多仍在形成的红色恒星出现在我们的视野中。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI). 在这张韦伯近红外相机（NIRCam）拍摄的照片中，新形成的恒星最为抢眼。这些明亮的红色球体通常具有衍射尖峰，位于尘埃柱的外面。当气体和尘埃柱内形成具有足够质量的结节时，它们在自身重力作用下开始坍缩，缓慢升温，最终形成新恒星。 那些在尘埃柱边缘看起来像熔岩的波浪线呢？这些是恒星的抛射物，它们仍在气体和尘埃中形成。年轻的恒星会周期性地喷射出超音速喷流，这些喷流会与物质云发生碰撞，比如这些厚厚的尘埃柱。这有时也会导致弓形冲击，这种冲击可以形成波浪状的图案，就像船在水中移动一样。深红色的光芒来自喷流和冲击产生的高能氢分子。这在从顶部看的第二和第三根尘埃柱上很明显——NIRCam图像实际上随着它们的活动而跳动。据估计，这些年轻的恒星只有几十万年的历史。 尽管近红外光似乎使韦伯能够“穿透”云层，揭示了尘埃柱之外的巨大宇宙距离，但在这个视图中没有星系。相反，一种半透明气体和尘埃的混合物，即我们银盘最致密部分的星际介质，阻挡了我们对更深宇宙的观察。 这一场景于1995年由哈勃首次拍摄，并于2014年重新拍摄这一场景，但许多其他天文台也曾深入观察过这一区域。每台先进的仪器都为研究人员提供了关于这个几乎布满恒星的区域的新细节。 这张裁剪紧凑的图像位于6500光年外的巨大的鹰状星云内。 观看一段视频，看看韦伯用近红外光拍摄的创生之柱。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI); Danielle Kirshenblat (STScI). 从太空望远镜科学研究所下载全分辨率、未压缩版本和支持的韦伯近红外图像的视觉效果、哈勃和韦伯图像的对比，以及观看韦伯拍摄的图像视频。 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/2022/nasa-s-webb-takes-star-filled-portrait-of-pillars-of-creation

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现双星在太空中形成“指纹”

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现双星在太空中形成“指纹”

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这张来自NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的图片显示，Wolf-Rayet 140中的两颗恒星每八年产生一次类似于环形的尘埃壳层。每一个环都是恒星靠近时产生，它们的恒星风相互碰撞，压缩气体并形成尘埃环。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech 一张新照片显示了至少17个尘埃环，它们是由一种罕见的恒星及其伴星在天体舞蹈中形成的。 NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的一幅新图像显示了一幅非凡的宇宙景象：至少有17个同心尘埃环从一对恒星中发出。这两个星系距离地球仅5000光年，合称为Wolf-Rayet 140。 当两颗恒星靠近时，它们的恒星风（恒星吹向太空的气体流）相遇，压缩气体并形成尘埃时，就形成了尘埃环。这两颗恒星的轨道大约每8年让它们相遇一次；就像树干上的年轮一样，尘埃环标志着时间的流逝。 “我们正在研究这个系统产生的灰尘超过一个世纪。”美国国家科学基金会NOIRLab的天文学家刘瑞安说，刘瑞安是一项关于这个系统的新研究的主要作者，该研究于10月12日发表在《自然天文学》杂志上。“这张图片也说明了这台望远镜的灵敏度有多高。以前，我们只能用地面望远镜看到两个尘埃环。现在我们至少看到了17个。” 除了韦伯的整体灵敏度外，它的中红外仪器（MIRI）也特别适合研究尘埃环——或者刘瑞安和他的同事们所说的壳层，因为它们比图片中显示的更厚更宽。韦伯的科学仪器探测到红外光，这是一种人眼看不见的波长范围。MIRI探测到最长的红外波长，这意味着它通常可以看到比韦伯的其他仪器看到更冷的物体——包括尘埃环。MIRI的光谱仪还揭示了尘埃的成分，主要是由一种被称为沃尔夫-拉叶星的恒星喷射出的物质形成。 Wolf-Rayet 140中的两颗恒星每次轨道将它们相遇时都会产生尘埃环或尘埃壳。在这段视频中展示了它们轨道的可视化，这有助于说明它们的相互作用如何产生由NASA的韦伯太空望远镜观测到的指纹状图案。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech MIRI是通过NASA和ESA（欧洲航天局）之间的50-50伙伴关系开发。位于南加州的的喷气推进实验室为NASA领导了这项工作，一个由欧洲天文研究所组成的多国联盟为ESA做出了贡献。 沃尔夫-拉叶星是一种O型恒星，出生时质量至少是我们太阳的25倍，它的寿命接近尾声，届时它可能会坍缩并形成黑洞。沃尔夫-拉叶星比年轻时燃烧得更热，它会产生强大的风，将大量气体推向太空。在这个过程中，这对特别的沃尔夫-拉叶星的质量可能减少了一半以上。 Wolf-Rayet恒星是一个O型恒星，出生时的质量至少是我们太阳的25倍，它的寿命接近尾声，届时可能会坍缩并形成黑洞。沃尔夫-雷耶特恒星比年轻时燃烧得更热，它会产生强大的风，将大量气体推向太空。这对特殊的沃尔夫-拉叶星可能在这个过程中失去了超过一半的原始质量。 在风中形成尘埃 将气体转化为尘埃有点像将面粉转化为面包：它需要特定的条件和成分。恒星中最常见的元素氢本身不能形成尘埃。但由于沃尔夫-拉叶星的质量太大，它们也会喷射出通常存在于恒星内部深处的更复杂的元素，包括碳。风中的重元素在进入太空时冷却，然后在来自两颗恒星的风相遇的地方被压缩，就像两只手揉面一样。 其他一些沃尔夫-拉耶特系统形成尘埃，但没有一个已知的环像沃尔夫-拉耶特140那样。之所以形成这种独特的环形图案，是因为WR 140中沃尔夫-拉叶星的轨道是拉长的，而不是圆形的。只有当恒星靠得很近——地球和太阳之间的距离差不多——它们的风相撞时，气体才有足够的压力形成尘埃。如果是圆形轨道，Wolf-Rayet双星可以连续产生尘埃。 这张图显示了太阳（左上角）与Wolf-Rayet 140星系中的两颗恒星的相对大小。这颗O型恒星的质量大约是太阳的30倍，而它的伴星质量大约是太阳的10倍。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 刘瑞安和他的合著者认为，WR 140的风也会将周围地区的残余物质吹走，清除掉它们可能与之碰撞的残余物质，这可能是光环保持原样而不是被涂抹或分散的原因。可能还有更多的环变得如此模糊和分散，甚至连韦伯都无法在数据中看到它们。 与我们的太阳相比，沃尔夫-拉叶星可能看起来很奇特，但它们可能在恒星和行星的形成中发挥了作用。当一颗沃尔夫-拉叶星清理出一个区域时，被扫走的物质会在外围堆积起来，密度足以形成新的恒星。有证据表明，太阳就是在这种情况下形成。 利用MIRI中分辨率光谱学模式的数据，这项新的研究提供了迄今为止最好的证据，证明沃尔夫-拉叶星产生富含碳的尘埃分子。更重要的是，这些保存的尘埃壳表明，这些尘埃可以在恒星之间的恶劣环境中生存，为未来的恒星和行星提供物质。 问题是，虽然天文学家估计银河系中至少应该有几千个沃尔夫-拉叶星，但迄今为止只发现了大约600个。 “尽管沃尔夫-拉叶星在我们银河系中很罕见，因为它们的寿命非常短，但在整个银河系的历史中，它们很可能在爆炸和/或形成黑洞之前产生了大量尘埃。”帕特里克·莫里斯说，他是加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院的天体物理学家，也是这项新研究的合著者。“我认为，有了NASA的新太空望远镜，我们将更多地了解这些恒星如何塑造恒星之间的物质，以及如何触发星系中新恒星的形成。” 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。 亚利桑那大学的乔治·里克是米里美国科学团队的负责人。英国天文技术中心的吉莉安·赖特是MIRI欧洲首席研究员。英国ATC的阿利斯泰尔·格拉斯是MIRI仪器科学家，迈克尔·莱斯勒是JPL的美国项目科学家。拉斯洛·塔马斯与英国ATC共同管理欧洲联盟。MIRI制冷机的开发由喷气推进实验室领导和管理，与位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德航天飞行中心和位于加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼公司合作。加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。 有关韦伯任务的更多信息，请访问: https://www.nasa.gov/webb 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/star-duo-forms-fingerprint-in-space-nasa-s-webb-finds

海王星在近红外线中炫耀它的行星环

海王星在近红外线中炫耀它的行星环

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On Sept. 21, 2022, the James Webb Space Telescope delivered the clearest view of Neptune’s rings in more than 30 years. Webb’s Near-Infrared Camera (NIRCam) captured several bright, narrow rings as well as the planet’s fainter dust bands. Voyager 2 was the last to detect some of these rings during its flyby in 1989, but this is the first time we have an infrared image of them. Since NIRCam images objects in the near-infrared range from 0.6 to 5 microns, Neptune does not appear blue to Webb. In fact, the methane gas so strongly absorbs red and infrared light that the planet is quite dark at these near-infrared wavelengths, except where high-altitude clouds are present. Those methane-ice clouds are prominent as bright streaks and spots,…

詹姆斯·韦伯太空望远镜新拍摄到数十年来海王星环最清晰的图像

詹姆斯·韦伯太空望远镜新拍摄到数十年来海王星环最清晰的图像

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NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜首次拍摄海王星的照片，展示了其在离地球更近的地方的强大能力。韦伯不仅拍摄到了这颗遥远星球30多年来最清晰的光环图像，而且它的相机以全新的视角揭示了这颗冰巨星。 在韦伯的新照片中，最引人注目的是这颗行星清晰的海王星环——自从NASA局的旅行者2号在1989年飞掠海王星时成为首个观测到海王星的航天器以来，一些环就在没有被探测到。除了几个明亮的窄环，韦伯图像清楚地显示了海王星较暗的尘埃带。 “自从我们上次看到这些微弱的尘埃环以来，已经三十年了，这是我们第一次在红外波段看到它们。”海王星系统专家、韦伯的跨学科科学家海蒂·哈梅尔表示。韦伯极其稳定和精确的图像质量使得这些非常暗淡的环能够在如此接近海王星的地方被探测到。 在韦伯最新拍摄的冰巨星海王星照片中，我们看到了什么？韦伯捕获了海王星14颗已知卫星中的7颗：海卫六（Galatea）、海卫三（Naiad）、海卫四（Thalassa）、海卫五（Despina）、海卫八（Proteus）、海卫七（Larissa）和海卫一（Triton）。海王星的大而不寻常的卫星海卫一，在这张韦伯的海王星图像中占据主导地位，作它是一个非常明亮的光点，具有在韦伯的许多照片中看到的标志性衍射尖峰。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI 自1846年被发现以来，海王星就一直吸引着研究人员。海王星距离太阳的距离是地球的30倍，其轨道位于太阳系外遥远、黑暗的区域。在如此遥远的距离上，太阳是如此的渺小和暗淡，以至于海王星上的正午就像地球上昏暗的黄昏。 由于其内部的化学组成，这颗行星被称为冰巨星。与气态巨行星木星和土星相比，海王星含有比氢和氦更重的元素。这在哈勃太空望远镜可见光波段拍摄的海王星标志性的蓝色外观中很容易看出，这是由少量的气态甲烷所造成。 韦伯的近红外相机（NIRCam）可以在0.6到5微米的近红外范围内对物体进行成像，因此海王星在韦伯看来并不呈蓝色。事实上，甲烷气体对红光和红外光的吸收非常强，以至于除了有高空云层的地方，海王星在这些近红外波长下看上去非常暗。这种甲烷冰云以明亮的条纹和斑点的形式突出显示，它们会在阳光被甲烷气体吸收之前反射阳光。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI 韦伯的近红外相机（NIRCam）可以在0.6到5微米的近红外范围内对物体进行成像，因此海王星在韦伯看来并不呈蓝色。事实上，甲烷气体对红光和红外光的吸收非常强，以至于除了有高空云层的地方，海王星在这些近红外波长下看上去非常暗。这种甲烷冰云以明亮的条纹和斑点的形式突出显示，它们会在阳光被甲烷气体吸收之前反射阳光。来自其他天文台的图像，包括哈勃太空望远镜和 W.M.凯克天文台，记录了多年来快速演变的云特征。 更微妙的是，环绕海王星赤道的一条细细的亮线可能是全球大气环流的视觉特征，这种环流为海王星的风和风暴提供了动力。大气层在赤道处下降并变暖，因此在红外波长下比周围较冷的气体发出更多的光。 海王星164年的公转周期意味着它的北极，在这张图片的顶部，是天文学家们无法看到的，但韦伯的图片暗示了该地区有趣的亮度。在韦伯看来，先前已知的南极涡旋清晰可见，但韦伯首次揭示了围绕它的高纬度云的连续带。 韦伯还捕获了海王星14颗已知卫星中的7颗。在韦伯的海王星图像中，一个非常明亮的光点占据了主导地位，具有在韦伯的许多图像中看到的标志性衍射尖峰，但这不是一颗恒星。相反，这是海王星的巨大而不同寻常的卫星海卫一。 海卫一被凝结的氮气冻结的光泽所覆盖，平均反射70%的阳光。在这张图片中，它远比海王星黯淡，因为这颗卫星的大气层因吸收这些近红外波长的甲烷而变暗。海卫一以不寻常的反向（逆行）轨道围绕海王星运行，导致天文学家推测这颗卫星最初是被海王星引力捕获的柯伊伯带天体。韦伯计划明年对海卫一和海王星进行更多的研究。 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/2022/new-webb-image-captures-clearest-view-of-neptune-s-rings-in-decades