解碼恆星起源:韋伯對NGC 604的紅外線洞察力
在天文學領域,”附近”一詞是相對而言的。與我們的銀河系相鄰的星系距離我們只有幾百萬光年。相較之下,迄今探測到的一些最遙遠的星系,距離宇宙大爆炸更近,有數十億光年之遙。在某些情況下,以極高解析度研究附近天體的能力可以幫助天文學家更了解更遙遠的天體。
這張來自NASA 詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的NIRCam(近紅外線照相機)的恆星形成區NGC 604 的圖像顯示了來自明亮、熾熱的年輕恆星的恆星風是如何在周圍的氣體和塵埃中形成空洞的。圖片來源:NASA、ESA、CSA、STScI
以恆星形成區NGC 604 為例。這個區域位於273 萬光年外的三角座星系附近,與我們熟悉的銀河系中的獵戶座星雲等恆星誕生區相似,但它的範圍要大得多,而且包含了更多新近形成的恆星。這種區域是更遙遠的”星爆”星系的小規模版本,它們經歷了極高的恆星形成速度。
這張來自美國太空總署詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的中紅外線成像儀(MIRI)拍攝的恆星形成區NGC 604 的圖像,顯示了大量較冷氣體和塵埃雲在中紅外線波段是如何發光的。該區域是恆星形成的溫床,是200 多顆最熱、質量最大的恆星的家園,它們都處於生命的早期階段。圖片來源:NASA、ESA、CSA、STScI
恆星的形成及其所處的混沌環境是宇宙研究中研究得最透徹的領域之一,但同時也是最神秘的領域之一。美國國家航空暨太空總署(NASA)的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)正在以前所未有的方式揭開這些複雜過程的神秘面紗。
韋伯望遠鏡的近紅外線相機(NIRCam)和中紅外光譜儀(MIRI)拍攝的兩張新影像展示了恆星形成區NGC 604,它位於三角座星系(M33)中,距離地球273萬光年。在這些影像中,洞穴般的氣泡和伸展的氣體細絲刻畫出了比過去所見的更詳細、更完整的恆星誕生過程。
在NGC 604 的塵封氣體包層中,隱藏著200 多顆最熾熱、質量最大的恆星,它們都處於生命的早期階段。這些恆星分為B 型和O 型,後者的質量可能是太陽的100 倍以上。在附近的宇宙中發現如此密集的恆星是非常罕見的。事實上,在我們的銀河系中也沒有類似的區域。
大質量恆星的集中,加上相對較近的距離,意味著NGC 604 為天文學家提供了一個在這些天體生命早期對其進行研究的機會。
這段影片比較了哈伯太空望遠鏡的WFPC2(寬視野和行星相機2)在可見光下、詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的NIRCam(近紅外線相機)在近紅外線下以及韋伯的MIRI(中紅外光譜儀)在中紅外線下拍攝的恆星形成區NGC 604 的影像。資料來源:NASA、ESA、CSA、Alyssa Pagan(STScI)
在韋伯的近紅外線NIRCam 影像(影像位於本頁頂部)中,最明顯的特徵是呈現鮮紅色的捲鬚狀和團塊狀發射物,它們從看起來像空地或星雲中的大氣泡的區域延伸出來。來自最亮、最熱的年輕恆星的恆星風刻畫出了這些空洞,同時紫外線輻射使周圍的氣體電離。這些電離氫呈現出白色和藍色的幽光。
韋伯近紅外線影像中明亮的橙色條紋標誌著碳基分子的存在,這種分子被稱為多環芳烴(PAHs)。這種物質在星際介質以及恆星和行星的形成過程中發揮著重要作用,但其來源卻是個謎。當你遠離眼前的塵埃空地時,較深的紅色代表分子氫。這種較冷的氣體是恆星形成的主要環境。
這張由韋伯的NIRCam(近紅外線相機)拍攝的NGC 604 影像顯示了羅盤箭頭、比例尺和供參考的色鍵。
向北和向東的羅盤箭頭顯示了影像在天空中的方位。刻度條標註的單位是光年,即光在一個地球年所走過的距離。 (光傳播的距離等於刻度條的長度需要3 年)。一光年約等於5.88 兆英里或9.46 兆公里。這張圖片顯示的是看不見的近紅外光波長,這些波長已轉換成可見光的顏色。色鍵顯示了收集這些光線時使用了哪些NIRCam 濾光片。每個濾光片名稱的顏色就是用來表示通過該濾光片的紅外光的可見光顏色。資料來源:NASA、ESA、CSA、STScI
韋伯望遠鏡精湛的解析度也讓我們了解到一些以前看起來與主星雲無關的特徵。例如,在韋伯的圖像中,有兩顆明亮、年輕的恆星在中央星雲上方的塵埃中挖出了洞,透過瀰漫的紅色氣體連接在一起。在美國國家航空暨太空總署哈伯太空望遠鏡的可見光成像中,這兩顆恆星看起來像是獨立的斑點。
韋伯用中紅外線波段觀測到的景像也從一個新的角度展示了這一區域豐富多彩的動態活動。在NGC 604 的MIRI 視圖中(頁首第二張圖片),恆星的數量明顯較少。這是因為熱恆星在這些波長下發出的光要少得多,而較大的較冷氣體和塵埃雲則會發光。這張圖片中看到的一些恆星屬於周圍的星系,它們是紅超巨星–這些恆星溫度低,但體積非常大,直徑是太陽的數百倍。此外,在NIRCam 影像中出現的一些背景星係也逐漸消失。在MIRI 影像中,藍色的物質卷鬚表示多環芳香烴的存在。
據估計,NGC 604 的年齡約為350 萬年。發光氣體雲的直徑約為1300 光年。
編譯自: ScitechDaily