NASA韋伯太空望遠鏡捕捉到宇宙“蜘蛛”的圖像
美國宇航局(NASA)的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在一個名為劍魚座30(30 Doradus)的恆星“苗圃”中發現了數千顆從未見過的年輕恆星。由於在以前的望遠鏡圖像中出現了塵埃狀的細絲,該星雲被暱稱為“蜘蛛星雲”(Tarantula Nebula),長期以來一直是研究恆星形成的天文學家的最愛。除了年輕的恆星,韋伯還揭示了遙遠的背景星系,以及星雲的氣體和塵埃的詳細結構和組成。
“蜘蛛星雲”位於大麥哲倫星系的16.1萬光年之外,是離我們銀河系最近的星系–本地組中最大和最明亮的恆星形成區。它是天文學家所知的最熱、質量最大的恆星的家園。韋伯的三個高分辨率紅外儀器都集中在“蜘蛛星雲”上。用韋伯的近紅外相機(NIRCam)來觀察,這個區域就像一個“正在爬行的狼蛛”的家,裡面有它的蜘蛛絲。在NIRCam圖像中,星雲中心的空洞被來自大質量年輕恆星群的爆炸性輻射掏空了,這些恆星在圖像中閃爍著淡淡的藍色。只有星雲周圍最密集的區域能夠抵禦這些恆星強大的恆星風的侵蝕,形成似乎指向星團的“柱子”。這些“柱子”包含了正在形成的原生星,它們最終將從它們的塵埃繭中出來,輪流塑造星雲。
韋伯的近紅外光譜儀(NIRSpec)捕捉到一顆非常年輕的恆星正在這樣做。天文學家們之前認為這顆恆星可能更老一些,並且已經在清理自己周圍的“氣泡”的過程中了。然而,NIRSpec顯示,這顆恆星只是剛剛開始從它的“柱子”中走出來,並且仍然在自己周圍保持著一層絕緣的塵埃雲。如果沒有韋伯在紅外波長下的高分辨率光譜,這段正在形成的恆星就不可能被發現。
當用韋伯的中紅外儀器(MIRI)探測到的較長的紅外波長來觀察時,該區域呈現出一種不同的外觀。熾熱的恆星逐漸消失,而較冷的氣體和塵埃則發亮。在恆星孕育雲中,光點表示嵌入的原恆星,仍在增加質量。雖然較短波長的光被星雲中的塵埃顆粒吸收或散射,因此永遠無法到達韋伯而被探測到,但較長的中紅外波長卻能穿透這些塵埃,最終揭示出一個以前不為人知的宇宙環境。
“蜘蛛星雲”令天文學家感興趣的原因之一是,該星雲具有類似於在“宇宙正午”觀察到的巨大的恆星形成區的化學成分類型。那時候,宇宙只有幾十億年的歷史,恆星的形成正處於高峰期。我們銀河系中的恆星形成區不會以與“蜘蛛星雲”相同的速度產生恆星,並且具有不同的化學成分。這使得“蜘蛛星雲”成為最接近(即最容易看到細節)宇宙中正在發生的事情的例子,因為它達到了它的輝煌的“正午”。韋伯將為天文學家提供機會,將對“蜘蛛星雲”中的恆星形成的觀測與望遠鏡對“宇宙正午”實際時代的遙遠星系的深入觀測進行比較和對比。
儘管人類有數千年的觀星經驗,但恆星的形成過程仍有許多謎團。其中許多是由於我們以前無法獲得清晰的圖像,以了解恆星“苗圃”厚厚的雲層背後所發生的一切。韋伯已經開始揭示一個從未見過的宇宙,而它在改寫恆星創造故事方面才剛剛開始。