韋伯望遠鏡揭示「宇宙龍捲風」Herbig-Haro 49/50背後隱藏的星系
當我們觀察宇宙時,我們是在看一個投射到二維影像上的三維空間。因此,天空中看似靠得很近的物體實際上可能相隔很遠,彼此之間沒有真正的連結。美國太空總署的詹姆斯韋伯太空望遠鏡最近捕捉到了一個引人注目的例子:附近的原恆星噴流,稱為Herbig-Haro 49/50,似乎與一個更遙遠的螺旋星系對齊。

美國太空總署的詹姆斯韋伯太空望遠鏡在高分辨率近紅外線和中紅外光下觀測到了Herbig-Haro 49/50,這是一顆來自附近仍在形成的恆星的流出物。這顆年輕的恆星位於韋伯影像的右下角。流出的複雜特徵以紅橙色表示,為年輕恆星的形成方式以及它們的噴流活動如何影響周圍環境提供了詳細的線索。天空中這個方向的偶然排列為這顆附近的赫比格-哈羅天體(位於我們的銀河系內)與遠處背景中正面的螺旋星系提供了美麗的對比。圖片來源:NASA、ESA、CSA、STScI
由於這顆年輕恆星距離地球相對較近,這張新的紅外線合成影像提供了極其詳細的噴流影像。借助韋伯的高分辨率,科學家可以研究噴流的精細結構,並更深入地了解這些高能量噴流在恆星形成早期階段如何影響其周圍環境。

這張並排比較圖顯示了史匹哲太空望遠鏡拍攝的HH 49/50 影像(左)與韋伯使用NIRCam(近紅外線相機)儀器和MIRI(中紅外線儀器)拍攝的同一物體影像(右)。韋伯影像顯示了原恆星噴流撞擊物質時加熱氣體和塵埃的複雜細節。韋伯也分辨出了位於流向遙遠螺旋星系的流出物尖端的「模糊」物體。來源:NASA、ESA、CSA、STScI、NASA-JPL、SSC
想要一些賞心悅目的東西嗎?這張引人注目的圖片可能會滿足您的需求。它顯示了Herbig-Haro 49/50(來自附近一顆年輕恆星的泡沫狀流出物)與色彩斑斕的更遙遠的螺旋星系偶然對齊。這張合成影像由NASA 的詹姆斯韋伯太空望遠鏡拍攝,結合了近紅外線相機( NIRCam ) 和中紅外線儀器( MIRI ) 的數據,提供了該動態區域的極其詳細的視圖。
Herbig-Haro天體是恆星高速噴流撞擊周圍物質時形成的發光氣體雲。這些噴流可以延伸數光年,產生激波加熱氣體。隨著氣體冷卻,它會發出可見光和紅外線波長的光,使這些天體成為韋伯等紅外線望遠鏡研究的理想對象。

這幅「宇宙龍捲風」被命名為Herbig-Haro 49/50,是由一股宇宙噴流在穿過星際氣體和塵埃雲時產生的強大衝擊力形成的。龍捲風般的特徵其實是一股物質噴流在視野中向下流動時所產生的衝擊波鋒面。位於影像上邊緣的一顆仍在形成的恆星產生了這種外流。噴流以每秒超過100 英里的速度撞擊鄰近的塵埃雲,將塵埃加熱到白熾狀態,並使其發出史匹哲望遠鏡可偵測到的紅外線光。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/J. Bally(科羅拉多大學)
當美國太空總署的史匹哲太空望遠鏡於2006 年觀測到該區域時(見上圖),科學家將HH 49/50 稱為“宇宙龍捲風”,因為它的形狀是扭曲的。但尖端明亮模糊特徵的性質仍不清楚。現在,借助韋伯更清晰的分辨率,天文學家可以看到衝擊氣體中的精細細節,確認模糊物體實際上是一個遙遠的螺旋星系,甚至可以看到充滿遙遠星系的背景。
HH 49/50 位於Chamaeleon I 雲團中,這是銀河系中最近的活躍恆星形成區域之一,正在形成許多與太陽相似的低質量恆星。這個雲團可能與太陽形成的環境相似。過去對該區域的觀測表明,HH 49/50 流出物正以每秒60-190 英里(每秒100-300 公里)的速度遠離我們,這只是更大規模流出物的一個特徵。
這張視覺化影像檢查了詹姆斯韋伯太空望遠鏡在近紅外線和中紅外線光下看到的Herbig-Haro 49/50(HH 49/50)的三維結構。
當原恆星噴流撞擊該區域時,韋伯的NIRCam 和MIRI 觀測追蹤到了發光氫分子、一氧化碳分子和帶電塵埃顆粒(以橙色和紅色表示)的位置。韋伯的觀測探索了小空間尺度上的細節,這將有助於天文學家模擬噴流的特性並了解它如何影響周圍的物質。
HH 49/50 中的弧形特徵類似於高速行駛的船產生的水尾流,指向了這種噴流的源頭。根據過去的觀察,科學家懷疑一顆名為Cederblad 110 IRS4 的原恆星是噴流活動的可能驅動因素。 CED 110 IRS4 距離HH 49/50 約1.5 光年(位於韋伯影像的右下角),是一顆I 類原恆星。 I 類原恆星是年輕的物體(數萬至一百萬年),正處於質量增長的黃金時期。它們周圍通常有一個可辨識的物質盤,這些物質仍在落到原恆星上。科學家最近利用韋伯的NIRCam 和MIRI 觀測來研究這顆原恆星,並獲得周圍環境冰冷成分的清單。

由詹姆斯韋伯太空望遠鏡的NIRCam(近紅外線照相機)和MIRI(中紅外線儀器)拍攝的Herbig-Haro 49/50 影像顯示了指南針箭頭、比例尺和顏色鍵以供參考。北和東羅盤箭頭顯示影像在天空中的方向。請注意,天空中北和東的關係(從下方看)相對於地面地圖上的方向箭頭(從上方看)是翻轉的。比例尺以光年為單位,即光在一年地球內傳播的距離。 (光需要0.05 年(或約18 天)才能傳播相當於比例尺長度的距離。)一光年約等於5.88 兆英里或9.46 兆公里。比例尺也是以角秒為單位,這是天空中角距離的測量單位。一角秒等於1/3600 度的角度測量值。 1 度有60 弧分,1 弧分有60 弧秒。 (滿月的角直徑約為30 弧分。)覆蓋天空1 弧秒的物體的實際大小取決於它與望遠鏡的距離。此圖顯示了已轉換為可見光顏色的不可見近紅外線和中紅外線波長。顏色鍵顯示了收集光線時使用了哪些NIRCam 和MIRI 濾鏡。每個濾鏡名稱的顏色是可見光顏色,用於表示穿過此濾鏡的紅外線光。來源:NASA、ESA、CSA、STScI
這些HH 49/50 弧線的韋伯詳細圖像可以更精確地指出噴流源的方向,但並非每個弧線都指向同一個方向。例如,有一個不尋常的露頭特徵(在主噴流的右上方),這可能是另一個不同噴流的偶然疊加,與間歇性噴流源的緩慢進動有關。或者,這個特徵可能是主噴流分裂的結果。
偶然出現在HH 49/50 尖端的星係是一個更遙遠的正面螺旋星系。它有一個突出的中央凸起,以藍色表示,顯示了較老恆星的位置。凸起也顯示出「側葉」的跡象,表明這可能是一個棒旋星系。螺旋臂內的紅色團塊顯示了溫暖塵埃和形成恆星群的位置。該星系甚至在這些塵埃區域顯示出真空氣泡,類似於韋伯在PHANGS 計劃中觀測到的附近星系。
韋伯幸運地捕捉到了這兩個不相關物體的排列。數千年後,HH 49/50 的邊緣將向外移動,最終似乎遮住了遙遠的星系。
Herbig-Haro 49/50 位於蘗座,距離地球約625 光年。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡是世界領先的太空科學天文台,旨在探索有關宇宙最深層的問題。從揭開我們太陽系的奧秘到研究圍繞遙遠恆星運行的行星,韋伯正在幫助科學家拼湊星系、恆星甚至生命本身的起源。這項開創性的任務是由NASA 領導的國際合作,歐洲太空總署(ESA) 和加拿大太空總署(CSA) 做出了重要貢獻。
編譯自/ ScitechDaily