美國國家航空暨太空總署（NASA）的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在紅外光下展示了一對交織在一起的星系，這是它正在進行的一系列觀測的最新成果。詹姆斯-韋伯太空望遠鏡晝夜不停地工作著，它的紅外線影像和數據細緻入微，精確到令人難以置信的地步，經常令研究人員嘆為觀止。在韋伯於2022 年7 月12 日代表全球天文學家開始進行科學觀測之前，這些超出我們眼睛所能看到的波長的光在很大程度上無法達到如此詳細的程度。

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）在慶祝其兩週年之際，拍攝了名為Arp 142 的相互作用星系的驚人圖像。韋伯利用紅外線技術展示了”企鵝”星系和”蛋”星系之間詳細的相互作用，揭示了新恆星的形成，並提供了對星系動力學和演化的見解。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI

為了紀念其科學觀測兩週年，這架望遠鏡觀測了Arp 142，這是一對相互作用的星系，綽號”企鵝和蛋”。主影像結合了近紅外線和中紅外光，直觀地突出了這對星係是如何相互作用的–請看包圍兩個星系的微弱的倒置的藍色U 形–以及企鵝星系中的”恆星聚會”，即最近恆星的大量形成。

韋伯中紅外線望遠鏡拍攝的互動星系Arp 142 似乎在用原色唱歌。太空背景一片黑暗，上麵點綴著明亮的多色珠子。這張照片是由望遠鏡的中紅外線儀器MIRI 拍攝的，天文學家用它來研究較冷和較老的天體、塵埃和極其遙遠的星系。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI

美國國家航空暨太空總署長比爾-尼爾森說：「自從兩年前拜登總統和哈里斯副總統揭開詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的第一張圖像以來，韋伯一直在不斷揭開宇宙的奧秘。透過來自宇宙各個角落的非凡圖像，幾乎可以追溯到時間之初，韋伯的能力正在為我們的天體環境帶來新的曙光，並激勵著未來幾代科學家、天文學家和探險家。

美國太空總署華盛頓總部天文物理學部主任馬克-克蘭平說：”在短短兩年時間裡，韋伯改變了我們對宇宙的看法，實現了促使美國宇航局將這一任務變為現實的那種世界級科學。任何時候都更有可能”。

“企鵝派對”聲勢浩大！位於中心的扭曲螺旋星系”企鵝”和位於左側的緊湊橢圓星系”蛋”正緊緊地擁抱在一起。詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）為紀念其第二年的科學工作而拍攝的一張新的近紅外線和中紅外線圖像顯示，它們之間的相互作用被一個微弱的倒U形藍色光暈所標記。這對合稱Arp 142 的天體在2500 萬年前到7500 萬年前首次擦肩而過–在企鵝體內引發了”焰火”，也就是新恆星的形成。在最極端的情況下，星系合併會導致星系每年形成數千顆新恆星，持續數百萬年。研究表明，企鵝星系每年大約形成100 到200 顆恆星。相比之下，我們的銀河系（沒有與同樣大小的星系發生相互作用）每年大約形成6 到7 顆新恆星。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI

這台望遠鏡專門捕捉紅外光–超出了我們肉眼的探測範圍–顯示出這些統稱為Arp 142 的星係正在進行一場緩慢的宇宙舞蹈。韋伯的觀測結合了分別來自韋伯的近紅外線相機（NIRCam）和中紅外線探測器（MIRI）的近紅外光和中紅外光，清晰地顯示出它們被一片藍色的霧氣所包圍，霧氣由恆星和氣體混合而成，是它們交融的結果。

它們之間持續不斷的相互作用始於2500 萬年前到7500 萬年前，當時企鵝（單獨編入NGC 2936）和蛋（NGC 2937）完成了它們的第一次擦肩而過。它們將繼續搖擺，完成另外幾個循環，然後在幾億年後合併成一個星系。

兩隻企鵝，兩個蛋–兩種截然不同的色澤！哈伯太空望遠鏡在2013 年觀測Arp 142（綽號”企鵝和蛋”）時捕捉到了可見光。右圖是詹姆斯-韋伯太空望遠鏡對同一區域的近紅外線觀測。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI

在第一次接近之前，企鵝號呈螺旋狀。如今，它的星系中心像一隻眼睛一樣閃閃發光，鬆開的雙臂現在形成了鳥嘴、頭部、主幹和扇形的尾部。

和所有的螺旋星系一樣，企鵝星系仍然富含氣體和塵埃。星系的”舞蹈”在引力的作用下，拉扯著企鵝星系中較薄的氣體和塵埃區域，使它們在波浪中碰撞，形成恆星。請在兩個地方尋找這些區域：看起來像魚的”嘴”和”尾巴”上的”羽毛”。這些較新的恆星周圍是煙霧狀物質，其中包括含碳分子，即韋伯特別擅長偵測的多環芳烴。塵埃從它的喙到尾羽也呈現更暗、更深的橙色弧形。

相比之下，”彩蛋”緊湊的形狀基本上保持不變。作為一個橢圓星系，它充滿了衰老的恆星，可以被拉走形成新恆星的氣體和塵埃也少了很多。如果這兩個星係都是螺旋星系，那麼在第一個”扭曲”結束時，每個星係都會有新的恆星形成，並出現被稱為”潮汐尾巴”的旋轉捲曲。

另一個原因是”彩蛋”的外觀不受干擾： 這些星系的質量或重量大致相同，這就是為什麼看起來較小的橢圓星系沒有被企鵝星系吞噬或扭曲的原因。

這段影片將介紹Arp 142，這是一對相互作用的星系，被親切地稱為”企鵝”和”蛋”，距離地球3.26 億光年。這段旅程以詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）拍攝的一張新的中紅外線和近紅外線影像開始和結束，其中包括哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）拍攝的一張可見光影像的短暫漸變。這對天文望遠鏡相距僅10 萬光年–從天文學的角度來說是比較近的。我們的銀河系和最近的鄰居仙女座星系相距約250 萬光年。這次遊覽將重點介紹它們相互作用後發生的變化，包括連接它們的藍色煙霧。還可以看到右上方螺旋星系的對比圖，它在韋伯的中紅外線視圖中”消失”了。圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Danielle Kirshenblat（STScI）

據估計，”企鵝”和”蛋”相距大約10 萬光年–從天文學的角度來說，已經相當近了。銀河系和我們最近的鄰居仙女座星系相距約250 萬光年。它們也會發生相互作用，但要等大約40 億年。 (請看下面的影片）。

這個電腦模擬的科學視覺圖描述了銀河系和仙女座星系（又稱梅西耶31）之間不可避免的碰撞。美國國家航空暨太空總署哈伯太空望遠鏡的觀測結果表明，這兩個星系在相互引力的牽引下，將在大約40億年後以近乎正面的碰撞方式撞在一起。

現在，請看右上方，發現一個沒有參加這次聚會的星系。這個邊緣星系編號為PGC 1237172，距離地球有1 億光年。它也相當年輕，充滿了藍色的新星。還想再玩一個派對小把戲嗎？切換到韋伯的純中紅外線影像（本頁第二張影像），就能看到PGC 1237172 幾乎消失了。中紅外光在很大程度上捕捉了較冷、較老的恆星和數量驚人的塵埃。由於該星系的恆星群非常年輕，它在中紅外光下”消失”了。

也可以花點時間掃描一下背景。韋伯的影像充斥著大量遙遠的星系。有些星係呈螺旋狀和橢圓形，就像企鵝的”尾羽”一樣，而其他星系則是散落在各處的沒有形狀的小點。這充分證明瞭望遠鏡紅外線儀器的靈敏度和解析度。 (將韋伯的觀測結果與2018 年的觀測結果進行比較，後者結合了美國宇航局退役的斯皮策太空望遠鏡發出的紅外光和美國宇航局哈伯太空望遠鏡發出的近紅外線和可見光）。儘管這些觀測只花了幾個小時，但韋伯發現的星系卻比以前的望遠鏡更遙遠、更紅、更塵土飛揚–這也是我們期待韋伯繼續拓展我們對宇宙萬物了解的另一個原因。

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡是世界上最重要的太空科學觀測站。韋伯正在揭開太陽系的神秘面紗，眺望其他恆星周圍的遙遠世界，探索宇宙的神秘結構和起源以及我們在宇宙中的位置。韋伯望遠鏡是一項國際計劃，由美國國家航空暨太空總署（NASA）及其合作夥伴歐空局（ESA）和加拿大太空局（CSA）共同領導。

編譯自/ scitechdaily