韦伯太空望远镜揭示处于形成早期阶段的年轻恒星
数十个以前隐藏的喷气机和年轻恒星的流出在美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）的宇宙悬崖新图像中揭示。宇宙悬崖是NGC 3324内一个巨大的气态腔边缘的一个区域，长期以来一直吸引着天文学家，因为它是恒星形成的温床。NGC 3324中恒星形成的许多细节仍然隐藏在可见光波长下。韦伯完全准备好梳理出这些长期追捧的细节，因为它可以检测仅在高分辨率红外中看到的射流和流出。这张图像将几种波长的光与 2022 年 7 月 12 日公布的标志性的第一张图像分开，该图像突出了分子氢，这是恒星形成的重要成分。右侧的插图突出显示了宇宙悬崖的三个区域，这些区域具有特别活跃的分子氢流出。在这张图像中，红色、绿色和蓝色被分配给韦伯的 NIRCam 数据，分别为 4.7、4.44 和 1.87 微米（分别为 F470N、F444W 和 F187N 过滤器）。图片来源：美国宇航局、欧空局、CSA、STScI。科学：梅根·赖特（莱斯大学）。图像处理：Joseph DePasquale （STScI）， Anton M. Koekemoer （STScI）科学家们对韦伯标志性的第一张照片之一进行了“深入研究”，发现了数十个高能喷流和以前被尘埃云隐藏的年轻恒星的流出。这一发现标志着研究像太阳这样的恒星如何形成以及附近大质量恒星的辐射如何影响行星发展的新时代的开始。
宇宙悬崖是星团NGC 3324内一个巨大的气态腔边缘的一个区域，长期以来一直吸引着天文学家，因为它是恒星形成的温床。虽然哈勃太空望远镜进行了很好的研究，但NGC 3324中恒星形成的许多细节仍然隐藏在可见光波长下。韦伯完全准备好梳理出这些长期追捧的细节，因为它旨在检测仅在高分辨率红外中看到的射流和流出。韦伯的能力还允许研究人员跟踪以前被哈勃捕获的其他特征的运动。
最近，通过分析来自特定波长的红外光（4.7微米）的数据，天文学家发现了分子氢揭示的极年轻恒星的二十几个以前未知的流出。韦伯的观测发现了一个物体画廊，从小喷泉到从形成恒星延伸几光年的潺潺巨兽。这些原恒星中的许多都有望成为低质量恒星，就像我们的太阳一样。
“韦伯给我们的是一个及时的快照，可以看到在宇宙中一个更典型的角落里有多少恒星形成，我们以前无法看到，”德克萨斯州休斯顿莱斯大学的天文学家梅根赖特说。
分子氢是制造新恒星的重要成分，也是其形成早期阶段的极好示踪剂。当年轻的恒星从周围的气体和尘埃中收集物质时，大多数恒星也会以喷射和流出的方式将一小部分物质再次从极地区域喷射出来。然后，这些喷气式飞机就像扫雪机一样，推入周围环境。在韦伯的观察中可以看到分子氢被这些射流扫过并激发。
“像这样的喷气式飞机是恒星形成过程中最令人兴奋的部分的路标。我们只在原恒星积极吸积的短暂时间内看到它们，“图森亚利桑那大学的共同作者Nathan Smith解释说。
宇宙悬崖的图像，位于NGC 3324内一个巨大的气态腔边缘的区域，由韦伯的近红外相机（NIRCam）捕获，带有指南针箭头，比例尺和颜色键供参考。北罗盘和东罗盘箭头显示图像在天空上的方向。请注意，天空中北部和东部之间的关系（从下面看）相对于地面地图上的方向箭头（从上面看）是翻转的。比例尺以光年表示，即光在一个地球年中传播的距离。光需要 2 年才能传播等于条形长度的距离。一光年大约等于5.88万亿英里或9.46万亿公里。该图像显示了已转换为可见光颜色的不可见近红外波长的光。颜色键显示收集光线时使用的NIRCam滤光片。每个滤光片名称的颜色是用于表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI以前对喷流和流出的观测主要关注附近的区域和更进化的物体，这些物体已经在哈勃望远镜看到的视觉波长中可以检测到。韦伯无与伦比的灵敏度允许观测更远的区域，而其红外优化探测到尘埃采样的年轻阶段。这共同为天文学家提供了前所未有的环境视图，类似于我们太阳系的诞生地。
“它为在相当典型的宇宙环境中观察这些新生恒星群体打开了大门，这些恒星在詹姆斯韦伯太空望远镜之前是看不见的，”Reiter补充道。“现在我们知道下一步该去哪里探索哪些变量对类太阳恒星的形成很重要。
这段非常早期的恒星形成时期特别难以捕捉，因为对于每颗恒星来说，这是一个相对短暂的事件 - 在数百万年的恒星形成过程中只有几千到10，000年。
“在七月份首次发布的图像中，你会看到这种活动的暗示，但这些喷气式飞机只有在你开始深入潜水时才可见 - 从每个不同的过滤器中剖析数据并单独分析每个区域，”帕萨迪纳加州理工学院的团队成员Jon Morse分享道。“这就像找到埋藏的宝藏一样。
在分析新的韦伯观测结果时，天文学家也深入了解了这些恒星形成区域的活跃程度，即使在相对较短的时间内也是如此。通过将韦伯捕获的该区域先前已知的流出位置与哈勃望远镜16年前的档案数据进行比较，科学家们能够跟踪喷气式飞机移动的速度和方向。
这项科学是在韦伯早期发布观察计划中收集的观察结果上进行的。该论文发表在皇家天文学会的月刊上。
原标题：《美国宇航局的韦伯太空望远镜揭示了处于形成早期阶段的年轻恒星》