韦伯望远镜拍到几十年来最清晰的海王星照片

韦伯望远镜拍到几十年来最清晰的海王星照片 NASA 发布了一张由詹姆斯・韦伯望远镜拍到的海王星照片，号称是几十年来最清晰的海王星环，从图中可以看到，照片展示了近红外光谱下的尘埃环。在红外线和可见红光下，拍到的海王星看起来并不是我们印象中的蓝色。 照片显示了海王星 14 颗已确认卫星中的 7 颗，包括最上方的海卫一 Triton，以及 Galatea、Naiad、Thalassa、Despina、Proteus 和 Larissa。海卫一看起来非常亮，是因为其被凝结的氮气覆盖，反射了 70% 的阳光。 此前，NASA 的旅行者 2 号探测器在 1989 年 8 月 25 日飞掠过海王星，而韦伯望远镜拍到了几十年来的最清晰照片。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到行星形成的最后阶段

詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到行星形成的最后阶段 这幅艺术家的作品展示了位于半人马座（The Centaur）南部活动星系 NGC 3783 中心的超大质量黑洞的周围环境。利用欧洲南方天文台智利帕拉纳尔天文台的甚大望远镜干涉仪进行的新观测不仅揭示了黑洞周围的热尘埃环，还揭示了极区的冷物质风。图片来源：ESO/M. 科恩梅瑟而木星、土星、天王星和海王星则主要含有气体。但科学家们很早就知道，行星形成盘一开始的气体质量是固体质量的 100 倍，这就引出了一个紧迫的问题： 大部分气体何时以及如何离开新生的行星系统？揭开行星盘的秘密亚利桑那大学月球与行星实验室的纳曼-巴加（Naman Bajaj）领导的一项发表在《天文杂志》上的新研究给出了答案。研究小组利用詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）获得了这样一个新生行星系也被称为周星盘的图像，这个行星系正在积极地将气体分散到周围空间。亚利桑那大学月球与行星实验室的二年级博士生巴加说："知道气体何时散去非常重要，因为这能让我们更好地了解气态行星有多少时间来消耗周围环境中的气体。JWST可以帮助我们揭示行星是如何形成的。"行星的形成过程巴加表示，在行星系统形成的早期阶段，行星凝聚在年轻恒星周围的气体和微尘旋转盘中。这些微粒聚集在一起，形成越来越大的块状物，称为行星体。随着时间的推移，这些行星体碰撞并粘连在一起，最终形成行星。形成的行星的类型、大小和位置取决于可用物质的数量及其在星盘中停留的时间。因此，简而言之，行星形成的结果取决于星盘的演化和散布。这一发现的核心是对 T Cha 星的观测，这是一颗年轻的恒星相对于年龄约为 46 亿岁的太阳而言被一个侵蚀的周星盘所包围，其显著特征是巨大的尘埃间隙，横跨约 30 个天文单位（或 au），1 au 是地球与太阳之间的平均距离。巴加和他的研究小组首次拍摄到了盘风的图像，盘风是指气体缓慢离开行星形成盘时的图像。天文学家们利用了望远镜对原子发出的光的敏感性，当高能辐射（例如星光）将一个或多个电子从原子核中剥离时，原子就会发出光。这种现象被称为电离，电离过程中发出的光可以被用作一种化学"指纹"在 T Cha 系统中，可以追踪到两种惰性气体氖和氩。研究小组在论文中写道，这次观测也是首次在行星形成盘中探测到氩的双重电离。Bajaj说："我们图像中的氖特征告诉我们，圆盘风来自远离圆盘的扩展区域。这些风的驱动力可能是高能光子本质上是恒星发出的流光或者是行星形成盘中穿梭的磁场"。恒星影响和不断演变的星盘为了区分这两种影响，由荷兰莱顿大学博士后研究员安德鲁-塞勒克（Andrew Sellek）领导的同一研究小组对恒星光子（即年轻恒星发出的强光）驱动的散布进行了模拟。他们将这些模拟结果与实际观测结果进行了比较，发现高能恒星光子的散布可以解释观测结果，因此不能排除这种可能性。该研究得出结论，每年从 T Cha 星盘散逸的气体量相当于地球上的月球。这些结果将发表在一篇配套论文中，目前正在《天文杂志》上进行审查。虽然在许多其他天体中都探测到了霓虹信号，但直到2007年，LPL的教授伊拉利亚-帕斯库奇（Ilaria Pascucci）利用JWST的前身NASA的斯皮策太空望远镜首次发现了霓虹信号，并很快将其确定为磁盘风的示踪剂之后，人们才知道霓虹信号起源于低质量行星形成的磁盘。这些早期发现改变了研究工作的重点，即了解周星盘的气体散布。帕斯库奇是最新观测项目的首席研究员，也是本文所报道的出版物的合著者之一。帕斯库奇说："我们利用詹姆斯-韦伯太空望远镜发现了空间分辨氖发射，并首次探测到了双电离氩，这可能会成为改变我们对气体如何从行星形成盘中清除的理解的下一步。这些见解将帮助我们更好地了解太阳系的历史和对太阳系的影响。"此外，该研究小组还发现，T Cha 的内盘正在以几十年的极短时间尺度演化；他们发现 JWST 观测到的光谱与 Spitzer 早期探测到的光谱不同。据领导这项正在进行的工作的LPL二年级博士生谢承彦（Chengyan Xie）说，这种不匹配可以用T Cha内部一个不对称的小圆盘来解释，在两次观测之间的短短17年里，这个圆盘失去了一些质量。谢说："与其他研究一样，这也暗示着T Cha的圆盘正处于演化的末期。"我们也许能在有生之年见证T Cha内盘所有尘埃质量的消散。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜首次捕捉到系外行星WASP-107 b的内部细节

韦伯太空望远镜首次捕捉到系外行星WASP-107 b的内部细节 艺术家绘制的 WASP-107 b 概念图显示了该行星气体包层中的湍流大气混合。资料来源：Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins 大学詹姆斯-韦伯太空望远镜的数据显示，WASP-107 b 的甲烷含量大大低于预期，而且其内核大得出奇，为了解其大气化学和内部动力学提供了关键信息。第一作者、约翰-霍普金斯大学布隆伯格地球与行星科学杰出教授戴维-辛（David Sing）说："观察数百光年外的行星内部听起来几乎是不可能的，但是当你知道了它的质量、半径、大气成分和内部的热度之后，你就掌握了了解内部情况以及核心有多重所需的所有信息。"现在，我们可以为不同星系中的许多不同气体行星做这件事了。"这项研究最近发表在《自然》杂志上，研究结果表明，这颗行星的甲烷含量比预期少一千倍，地核质量比地球大12倍。WASP-107 b 的艺术家概念图，这是一颗温暖的类似于海王星的系外行星，距离地球约 200 光年。图片来源：Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins 大学WASP-107 b 是一颗被炙热的大气层包裹着的巨型行星，它像棉花一样蓬松，围绕着大约 200 光年外的恒星运行。它之所以蓬松，是因为它的构造：木星大小的世界，质量只有木星的十分之一。尽管它有甲烷地球上生命的组成成分但由于其距离母恒星很近，而且缺乏固体表面，这颗行星并不被认为是宜居的。但它可能蕴藏着行星晚期演化的重要线索。在《自然》杂志发表的另一项研究中，其他科学家也用韦伯望远镜发现了甲烷，并对这颗行星的大小和密度提供了类似的见解。辛说："我们想研究与太阳系气态巨行星更相似的行星，它们的大气中含有大量甲烷。这就是WASP-107 b的故事变得非常有趣的地方，因为我们不知道为什么甲烷含量如此之低"。新的甲烷测量结果表明，当甲烷分子从行星内部向上流动时，会与上层大气中的其他化学物质和星光相互作用，转化成其他化合物。研究小组还测量了二氧化硫、水蒸气、二氧化碳和一氧化碳，发现WASP-107 b的重元素含量超过天王星和海王星。这颗行星的化学特征开始揭示行星大气在极端条件下的表现这一难题的关键部分。他的团队将在明年利用韦伯望远镜对另外25颗行星进行类似的观测。"我们从未能够详细研究系外行星大气中的这种混合过程，因此这将大大有助于我们了解这些动态化学反应是如何进行的。当我们开始研究岩石行星和生物标志物特征时，我们肯定需要这些东西。"共同领导这项研究的约翰-霍普金斯大学行星科学博士生扎法尔-鲁斯塔姆库洛夫（Zafar Rustamkulov）说，科学家们曾猜测这颗行星过度膨胀的半径是由内部热源造成的。通过将大气层和内部物理学模型与韦伯的 WASP-107 b 数据相结合，研究小组解释了这颗行星的热力学如何影响其可观测到的大气层。鲁斯塔姆库洛夫说："这颗行星有一个炙热的内核，这个热源正在改变深层气体的化学成分，同时也在推动这种从内部涌出的强烈对流混合。我们认为，这种热量正在导致气体的化学性质发生变化，特别是破坏了甲烷，使二氧化碳和一氧化碳的含量升高。"这些新发现也是科学家们能够在系外行星内部与其大气层顶部之间建立的最清晰联系。去年，韦伯望远镜在大约700光年外的一颗名为WASP-39的系外行星上发现了二氧化硫，首次证明了大气中的化合物是由星光驱动的反应生成的。约翰斯-霍普金斯大学的研究小组目前正在重点研究是什么可能使地核保持高温，并期待可能有类似于导致地球海洋潮涨潮落的力量在起作用。他们计划测试这颗行星是否受到恒星的拉伸和牵引，以及如何解释内核的高热。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜捕捉到双星形成的“指纹”图案

韦伯太空望远镜捕捉到双星形成的“指纹”图案 美国国家航空航天局（NASA）发布了由韦伯太空望远镜拍摄到的双星在太空中形成“指纹”的图像。这个罕见的宇宙景象由恒星及其伴星产生的尘埃环组成。 这对双星组合距离地球5000多光年，统称为Wolf-Rayet 140。当Wolf-Rayet 140中的两颗恒星靠近时，它们的恒星风会相撞压缩气体并形成一个尘埃环。这两颗恒星的运行轨道大约每8年聚集一次，便产生一层尘埃环。这个像“指纹”图案的宇宙景象由至少17个同心尘埃环组成。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

韦伯望远镜首次捕捉到宇宙最早期星系的诞生过程

韦伯望远镜首次捕捉到宇宙最早期星系的诞生过程 这幅插图显示了一个在宇宙大爆炸后几亿年才形成的星系，在重离子时代，气体是透明和不透明的混合体。来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的数据显示，这些早期星系附近存在大量冷的中性气体而且这些气体的密度可能比预想的要高。韦伯望远镜在2022年开始观测几个月后，作为其宇宙演化早期释放科学（CEERS）调查的一部分观测到了这些星系。CEERS包括图像和来自其NIRSpec（近红外摄谱仪）上微型遮光器的光谱数据。作为韦伯早期发布科学（ERS）计划的一部分，CEERS的数据被立即发布，以支持类似的发现。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）这一发现是利用詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）完成的，该望远镜为我们地球上的人们带来了对形成中星系的首次"实时观测"。通过这架望远镜，研究人员能够看到大量气体发出的信号，这些气体在形成过程中不断积累并吸附到一个小型星系上。虽然根据理论和计算机模拟，星系就是这样形成的，但实际情况却从未出现过。"可以说，这是我们看到的第一张'直接'拍摄的星系形成图像。詹姆斯-韦伯之前向我们展示的是处于演化后期的早期星系，而在这里，我们见证了它们的诞生，从而也见证了宇宙中第一批恒星系统的构建。"尼尔斯-玻尔研究所的卡斯帕-埃尔姆-海因茨助理教授说，他领导了这项新研究。这项研究发表在备受推崇的科学杂志《科学》上。他们是如何做到的：研究人员利用复杂的模型，研究了来自这些星系的光线是如何被其内部和周围的中性气体吸收的，从而能够测量出宇宙第一批星系的形成过程。这种转变被称为莱曼-阿尔法转变。通过测量光线，研究人员能够将新形成的星系中的气体与其他气体区分开来。这些测量结果之所以能够实现，要归功于詹姆斯-韦伯太空望远镜极其灵敏的红外摄谱仪功能。大爆炸后不久诞生的星系研究人员估计，这三个星系的诞生大约发生在宇宙大爆炸之后的 4-6 亿年。虽然这听起来像是一个很长的时间，但它相当于在宇宙 138 亿年总寿命的前 3% 到 4% 的时间里形成的星系。宇宙大爆炸后不久，宇宙还是一团由氢原子组成的巨大不透明气体与今天不同的是，今天的夜空中布满了轮廓分明的恒星。"在宇宙大爆炸后的几亿年里，第一批恒星形成，之后恒星和气体开始凝聚成星系。"达拉赫-沃森（Darach Watson）副教授解释说："这就是我们在观测中看到的开始过程。"星系的诞生发生在宇宙历史上被称为"再电离纪元"的时期，当时一些第一批星系的能量和光线冲破了氢气迷雾。研究人员正是利用詹姆斯-韦伯太空望远镜的红外视觉捕捉到了这些大量的氢气。这是迄今为止科研人员发现的对寒冷的中性氢气最遥远的测量，氢气是恒星和星系的组成部分。关于早期宇宙宇宙的"生命"始于大约 138 亿年前的一次巨大爆炸宇宙大爆炸。这一事件产生了大量的亚原子粒子，如夸克和电子。这些粒子聚集在一起形成质子和中子，随后凝聚成原子核。宇宙大爆炸后大约 38 万年，电子开始围绕原子核运行，宇宙中最简单的原子逐渐形成。第一批恒星是在几亿年后形成的。在这些恒星的内部，形成了我们周围更大、更复杂的原子。后来，恒星凝聚成星系。我们已知最古老的星系是在宇宙大爆炸后大约 3-4 亿年形成的。我们的太阳系诞生于大约 46 亿年前宇宙大爆炸后 90 多亿年。进一步了解我们的起源这项研究是由卡斯帕-埃尔姆-海因茨（Kasper Elm Heintz）与哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所宇宙曙光中心的研究同事达拉赫-沃森（Darach Watson）、加布里埃尔-布拉莫尔（Gabriel Brammer）和博士生西蒙妮-维加尔（Simone Vejlgaard）等人密切合作完成的。这项最新成果让他们离实现这一目标更近了一步。研究小组已经申请了更多的詹姆斯-韦伯太空望远镜的观测时间，希望能够扩大他们的新成果，了解更多关于星系形成的最早时代的信息。"目前，我们正在绘制新观测到的星系形成图，其细节比以前更加丰富。与此同时，我们也在不断尝试突破我们所能看到的宇宙的极限。因此，也许我们会走得更远，"Simone Vejlgaard 说。研究人员认为，新知识有助于回答人类最基本的问题之一。"我们人类一直在问的一个最基本的问题是：'我们从哪里来？'在这里，我们通过揭示宇宙中一些最初的结构产生的时刻，拼凑出了更多的答案。"加布里埃尔-布拉莫尔（Gabriel Brammer）副教授总结说："我们将进一步研究这个过程，希望能够拼凑出更多的拼图碎片。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

詹姆斯-韦伯望远镜捕捉到宇宙黎明期诞生的星系的首批影像

詹姆斯-韦伯望远镜捕捉到宇宙黎明期诞生的星系的首批影像 早期星系形成示意图 韦伯望远镜拥有无比强大的红外望远镜，它可以比其他任何仪器窥探到更远的时空。它不断刷新自己的记录，观测到最遥远的恒星和星系，它离宇宙黎明越来越近了。现在，韦伯望远镜成功地看到了一些最早在这个黎明形成的星系。这架望远镜捕捉到了三个星系的图像，它们形成于 132 亿年前到 134 亿年前，也就是宇宙大爆炸后 4 到 6 亿年之间。"可以说，这些是我们所见过的第一批星系形成的'直接'图像，"该研究的第一作者卡斯帕-埃尔姆-海因茨（Kasper Elm Heintz）说。"詹姆斯-韦伯号之前向我们展示的是处于演化后期的早期星系，而在这里，我们见证了它们的诞生，从而也见证了宇宙中第一批恒星系统的构建。"下面是一些图片，通过望远镜仪器上的多个滤镜展示了一个星系。詹姆斯-韦伯通过不同滤光片拍摄的其中一个星系的图像 Kasper E. Heintz et al.我们知道，对于未经专业训练的人来说，这些图像并不令人印象深刻，但这些模糊的光团是詹姆斯-韦伯迄今为止拍摄到的最重要的图像之一。在宇宙的早期阶段，宇宙是一个非常黑暗、寒冷的地方，到处都是不透明的氢气，没有其他什么东西。最终，物质开始聚集在足够大的口袋里，在宇宙大爆炸后大约 1.8 亿年诞生了第一代恒星。这种新的光和能量开始与氢相互作用，使其电离和扩散。不久之后，这些早期恒星开始聚集成第一批星系从宇宙尺度上说是"不久"，也就是大约 1.2 亿年到 2.2 亿年之后。这些星系被认为是在氢气的哺育下开始形成自己的新恒星。而这正是新图像所捕捉到的。詹姆斯-韦伯极其灵敏的红外光谱仪能够测量出星系发出的光线是如何被星系内部和周围的中性氢气吸收的。这些信号表明，氢气正在涌入这些小星系，为新的小恒星提供能量，正如现有模型所预测的那样。这项研究的作者加布里埃尔-布拉莫尔（Gabriel Brammer）说："我们人类一直在问的一个最基本的问题是：'我们从哪里来？在这里，我们通过揭示宇宙中一些最初的结构产生的时刻，拼凑出了更多的答案。这是一个我们将进一步研究的过程，直到我们有希望拼凑出更多的拼图碎片。"这项研究发表在《科学》杂志上。 ... PC版： 手机版：