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

韦伯太空望远镜首次拍摄到了一个古老行星形成盘产生的风

韦伯太空望远镜首次拍摄到了一个古老行星形成盘产生的风 詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的突破性观测揭示了行星形成盘中的气体风散布情况，加深了我们对行星形成动力学和盘演化的理解。(图片来源：ESO/M.Kornmesser以前曾拍摄过该星盘的图像，但还没有拍摄过来自旧星盘的风。了解气体的散逸时间非常重要，因为它可以限制新生行星消耗周围气体的时间。从侵蚀的 TCha 盘中获得的启示这一发现的核心是对TCha的观测，TCha是一颗年轻的恒星（相对于太阳而言），它被一个侵蚀性的圆盘包裹着，圆盘上有巨大的尘埃间隙，半径约为30个天文单位。天文学家首次利用惰性气体氖（Ne）和氩（Ar）的四条线对分散的气体（又称风）进行了成像，其中一条线是首次在行星形成盘中探测到的。Ne II]的图像显示，风来自星盘的一个扩展区域。该研究小组都是由 Ilaria Pascucci（亚利桑那大学）领导的 JWST 计划的成员，他们也有兴趣了解这一过程是如何发生的，以便更好地了解太阳系的历史和对太阳系的影响。纳曼说："这些风可能是由高能恒星光子（恒星的光）驱动的，也可能是由编织行星形成盘的磁场驱动的。"来自SETI研究所的乌玛-戈尔蒂（Uma Gorti）数十年来一直在进行有关星盘散布的研究，并与她的同事一起预测了JWST现在探测到的强氩发射。她说："很高兴终于能够解开风中的物理条件，了解它们是如何发射的。詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是一个尖端的天文观测站，旨在揭开宇宙的奥秘，从星系、恒星和行星的形成到系外行星潜在生命迹象的探测。它将于 2021 年 12 月发射升空，是未来十年中最重要的空间科学观测站，在哈勃太空望远镜的基础上拥有更强大的仪器和更广泛的观测能力。资料来源：美国国家航空航天局行星系统的演变像太阳系这样的行星系统中，岩石天体似乎比富含气体的天体要多。在太阳周围，这些天体包括内行星、小行星带和柯伊伯带。但科学家们早就知道，行星形成盘一开始的气体质量是固体质量的 100 倍，这就引出了一个急切需要解答的问题：大部分气体是何时以及如何离开行星盘/行星系统的？在行星系统形成的早期阶段，行星在年轻恒星周围的气体和微尘旋转盘中凝聚。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。行星形成的类型、大小和位置取决于可用物质的数量以及在星盘中停留的时间。因此，行星形成的结果取决于星盘的演化和散布。同一小组在莱顿天文台的安德鲁-塞勒克博士领导的另一篇论文中，对恒星光子驱动的散布进行了模拟，以区分这两种散布。他们将这些模拟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。安德鲁介绍说："事实证明，JWST 对所有四条线的同时测量对于确定风的特性至关重要，并帮助我们证明了大量气体正在被分散。根据研究人员的计算，每年扩散的气体相当于月球的质量。《天文》杂志目前正在审查一篇配套论文，该论文将详细介绍这些结果。变革性发现与未来展望2007 年，利用斯皮策太空望远镜首次在几个行星形成盘中发现了[Ne II]线，亚利桑那大学的项目负责人 Pascucci 教授很快将其确定为一种风的示踪剂；这改变了以了解盘气体扩散为重点的研究工作。利用 JWST 发现空间分辨[Ne II]和首次探测到[Ar III]可能会成为改变我们对这一过程的理解的下一步。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 T Cha 的 JWST 光谱与早期的 Spitzer 光谱不同。这项正在进行的研究的第一作者、亚利桑那大学的谢承彦（Chengyan Xie）认为，这种不匹配可以用一个小的、不对称的内盘来解释，这个内盘在短短约17年的时间里就失去了部分质量。与其他研究一起，这也暗示着 T Cha 星的圆盘正处于演化的末期。我们也许能在有生之年目睹T Cha内盘所有尘埃质量的消散。这些发现的影响使人们对导致行星形成所必需的气体和尘埃分散的复杂相互作用有了新的认识。通过了解星盘散布背后的机制，科学家们可以更好地预测有利于行星诞生的时间和环境。研究小组的工作展示了 JWST 的强大功能，为探索行星形成动力学和周星盘的演化开辟了一条新的道路。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜观测到紫外线"风"侵蚀猎户座星云中的原行星盘

韦伯太空望远镜观测到紫外线"风"侵蚀猎户座星云中的原行星盘 该研究报告首次直接观测到了远紫外线（FUV）驱动的原行星盘光蒸发的证据。这些发现利用了詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）的观测数据，为气态巨行星（包括太阳系内的气态巨行星）形成的制约因素提供了新的见解。洞察气态巨行星的形成年轻的低质量恒星周围通常环绕着寿命相对较短的尘埃和气体原行星盘，它们为行星的形成提供了原材料。因此，气态巨行星的形成受到了从原行星盘中去除质量的过程的限制，例如光蒸发。当原行星盘的上层被 X 射线或紫外线质子加热时，气体温度升高，导致气体从系统中逸出，这就是光蒸发。由于大多数低质量恒星都是在同时包含大质量恒星的星团中形成的，因此原行星盘预计会暴露在外部辐射中，并经历紫外线驱动的光汽化。詹姆斯-韦伯太空望远镜的 NIRCam 仪器看到的猎户座星云内部区域。资料来源：NASA、ESA、CSA，数据缩减和分析： PDRs4All ERS 小组；图形处理 S. Fuenmayor来自 JWST 和 ALMA 的观测证据理论模型预测远紫外辐射会产生光解离区（PDRs）在这些区域中，附近大质量恒星投射的紫外线光子会对原行星盘表面的气体化学反应产生强烈影响。然而，对这些过程的直接观测一直难以实现。Olivier Berné及其同事利用JWST和阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）分别进行的近红外和亚毫米波测量，报告了对猎户座星云内部一个被FUV辐照的原行星盘d203-506的观测结果。通过对PDR内部探测到的发射线的运动学和激发进行建模，研究人员发现由于FUV驱动的加热和电离，d203-506的质量正在高速流失。研究结果表明，d203-506的质量损失速度表明，气体可能会在一百万年内从圆盘中移除，从而抑制气态巨行星在该系统内形成的能力。Berné等人写道："对太阳系的动力学和成分研究表明，太阳系是在一个包含一颗或多颗大质量恒星的恒星簇中形成的，因此它可能受到了FUV辐射的影响。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜揭示关键恒星形成区N79的细节

韦伯太空望远镜揭示关键恒星形成区N79的细节 詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）捕捉到了位于大麦哲伦星云中一个充满活力的恒星形成区N79的图像，凸显了它作为年轻版狼蛛星云的潜力。这次观测通过中红外光揭示了该区域发光的气体和尘埃，为了解早期宇宙的恒星形成过程和化学成分提供了宝贵的信息。图片来源：ESA/Webb、NASA & CSA、O. Nayak、M. MeixnerN79是一个巨大的恒星形成复合体，位于一般未被探索的LMC西南区域，跨度大约1630光年。N79通常被认为是年轻版的30 Doradus（又称塔兰图拉星云），后者是韦伯最近的另一个目标。研究表明，在过去的 50 万年里，N79 的恒星形成效率要比30 Doradus高出 2 倍。这幅特殊的图像以三个巨型分子云团中的一个为中心，被称为 N79 South（简称 S1）。围绕着这个明亮物体的明显"星芒"图案是一系列衍射尖峰。所有像韦伯望远镜这样使用镜面收集光线的望远镜，都会因为望远镜的设计而产生这种人工痕迹。在韦伯望远镜中，由于韦伯望远镜的 18 个主镜部分呈六边形对称，因此出现了六个最大的衍射尖峰。只有在非常明亮、紧凑的天体周围才会出现这样的图案，因为所有的光线都来自同一个地方。大多数星系，即使在我们眼中看起来非常小，也比单颗恒星更暗、更分散，因此不会出现这种图案。在中红外成像仪捕捉到的较长的光波长下，韦伯拍摄到的 N79 星展现了该区域发光的气体和尘埃。这是因为中红外光能够揭示云层深处的情况（而较短波长的光会被星云中的尘粒吸收或散射）。一些仍然嵌入的原恒星也出现在这个区域。天文学家之所以对这样的恒星形成区域感兴趣，是因为它们的化学成分与宇宙只有几十亿年历史、恒星形成达到顶峰时观测到的巨大恒星形成区域的化学成分相似。银河系中的恒星形成区并没有像N79那样以如此迅猛的速度产生恒星，它们的化学成分也不尽相同。韦伯望远镜现在为天文学家提供了一个机会，将对 N79 星区恒星形成的观测结果与望远镜对宇宙早期遥远星系的深入观测结果进行对比。对N79的这些观测是韦伯计划的一部分，该计划正在研究形成中恒星的周星盘和包层在不同质量范围和不同演化阶段的演化情况。韦伯的灵敏度将使科学家们能够首次探测到质量与太阳相近的恒星周围的行星形成尘埃盘，这些恒星位于 LMC 的距离上。该图像包括蓝色的 7.7 微米光、青色的 10 微米光、黄色的 15 微米光和红色的 21 微米光（分别为 770W、1000W、1500W 和 2100W 滤光片）。 ... PC版： 手机版：

窥探宇宙尘埃：詹姆斯-韦伯望远镜正在寻找新生行星

窥探宇宙尘埃：詹姆斯-韦伯望远镜正在寻找新生行星 这幅艺术家的作品展示了一颗气态巨行星的形成过程，它嵌在一颗年轻恒星周围尘埃环中的尘埃和气体盘中。由密歇根大学天文学家加布里埃尔-库格诺（Gabriele Cugno）领导的密歇根大学的一项研究将詹姆斯-韦伯太空望远镜瞄准了一颗名为 SAO 206462 的原恒星周围的原行星盘，希望能发现一颗正在形成中的气态巨行星。密歇根大学、亚利桑那大学和维多利亚大学领导的三项研究将JWST的图像与哈勃太空望远镜和智利阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）之前的观测结果相结合。在辅助观测的基础上，研究小组利用 JWST 观测了原行星盘 HL Tau、SAO 206462 和 MWC 758，希望能探测到任何可能正在形成的行星。在发表于《天文杂志》（The Astronomical Journal）的这些论文中，研究人员拼凑出了行星形成盘与原行星盘中心年轻恒星周围的气体和尘埃包层之间以前从未见过的相互作用。由麻省理工大学天文学家加布里埃尔-库格诺（Gabriele Cugno）领导的麻省理工大学研究将JWST瞄准了一颗名为SAO 206462的原恒星周围的盘。在那里，研究人员可能发现了一颗正在原行星盘中形成的候选行星但这并不是他们期望发现的行星。"一些模拟结果表明，这颗行星应该在圆盘内，质量大、体积大、温度高、亮度高。但我们没有发现它。这意味着，要么这颗行星比我们想象的要冷得多，要么它可能被某些物质遮挡住了，使我们无法看到它，"库格诺说，他也是这三篇论文的共同作者。"我们发现的是一颗不同的候选行星，但我们无法百分之百确定它是一颗行星，还是一颗模糊的背景恒星或星系污染了我们的图像。未来的观测将帮助我们准确了解我们所看到的是什么"。天文学家过去曾对这个圆盘进行过观测，特别是哈勃太空望远镜、斯巴鲁望远镜、甚大望远镜和 ALMA。这些观测结果表明，圆盘由两个强螺旋组成，很可能是由一颗正在形成的行星发射的。马萨诸塞大学的研究小组预计发现的这颗行星属于气态巨行星，主要由氢和氦组成，类似于太阳系中的木星。两只旋臂从SAO 206462周围富含气体的盘中伸出，SAO 206462是一颗位于豺狼座的年轻恒星。这幅由斯巴鲁望远镜及其 HiCIAO 仪器获取的图像首次显示了环星盘中的螺旋臂。图像追踪了恒星发出并散射在星盘表面的光线。星盘本身的直径约为140亿英里，约为太阳系中冥王星轨道的两倍。图片来源：NAOJ/Subaru库格诺说："问题是，我们要探测的东西比恒星暗淡几十万倍，甚至几百万倍。这就像试图探测灯塔旁边的一个小灯泡一样。"为了更近距离地观察这个圆盘，研究小组使用了 JWST 上的一个名为 NIRCam 的仪器。NIRCam可探测红外光，天文学家利用该仪器采用了一种称为角差分成像的技术。这种技术既可以用来探测行星的热辐射就像研究小组探测候选行星那样，也可以用来探测与落到行星上并高速撞击行星表面的物质有关的特定发射线。库格诺说："当物质落到行星上时，会在表面产生震动，并发出特定波长的发射线。我们使用一组窄带滤光片来探测这种吸积。以前曾在地面上用光学波长进行过这种探测，但这是第一次用 JWST 在红外波段进行探测。"维多利亚大学的这篇论文由天文学学生卡姆林-穆林（Camryn Mullin）领导，描述了年轻恒星HL Tau周围的圆盘图像。"HL Tau 是我们探测器中最年轻的系统，周围仍有密集的尘埃和气体流入星盘，"三项研究的共同作者穆林说："我们对利用 JWST 可以看到周围物质的详细程度感到惊讶，但不幸的是，这掩盖了潜在行星的任何信号。"众所周知，HL Tau 的星盘上有几个太阳系规模的星环和缝隙，可能孕育着行星。"虽然有大量证据表明行星正在形成，但HL Tau太年轻了，有太多的尘埃介入，无法直接看到行星，"寻找正在形成的行星的观测活动的主要研究者、亚利桑那大学斯图尔特天文台的天文学家Jarron Leisenring说。"我们已经开始观测其他有已知行星的年轻系统，以帮助形成更完整的图像。"然而，令研究小组惊讶的是，JWST 揭示了一个不同特征的意想不到的细节：原恒星包膜，据莱森林称，它本质上是年轻恒星周围刚刚开始凝聚的尘埃和气体的密集流入。在引力的作用下，星际介质中的物质向内坠落到恒星和星盘上，成为行星及其前身的原材料。由美国宇航局哈勃/萨根研究员凯文-瓦格纳（Kevin Wagner）领导的亚利桑那大学斯图尔特天文台的研究对MWC 758的原行星盘进行了检查。与 SAO 206462 类似，由亚利桑那大学领导的研究小组之前的观测也发现了在盘中形成的螺旋臂，暗示着有一颗大质量行星围绕着它的主恒星运行。研究人员说，虽然在最近的观测中没有在圆盘中探测到新的行星，但这种灵敏度是开创性的，因为它使他们能够对可疑行星施加最严格的限制。首先，这些结果排除了在 MWC 758 的外部区域存在其他行星的可能性，这与一颗巨行星驱动旋臂的情况是一致的。这三项研究的合著者瓦格纳说："在所有三个系统中都没有探测到行星，这告诉我们，造成缝隙和旋臂的行星要么离它们的宿主恒星太近，要么太暗，无法用JWST观测到。如果后者属实，那就告诉我们它们的质量相对较低、温度较低、被尘埃笼罩，或者是三者的某种组合MWC 758很可能就是这种情况"。捕捉正在形成中的行星非常重要，因为天文学家不仅可以收集到关于行星形成过程的信息，还可以收集到关于化学元素如何在整个行星系统中分布的信息。"像太阳这样的恒星中，只有大约15%拥有像木星这样的行星。了解它们是如何形成和演化的，并完善我们的理论确实非常重要，"三项研究的共同作者、麻省理工大学天文学家迈克尔-迈耶（Michael Meyer）说。"一些天文学家认为，这些气态巨行星调节着向在星盘内部形成的岩质行星输送水的过程。迈耶说，了解气态巨行星是如何塑造这些星盘的，将有助于天文学家最终了解原行星盘的性质和演化过程，这些原行星盘后来产生了岩质类地行星。库格诺说："基本上，在我们以足够高的分辨率和灵敏度观测到的每一个星盘中，我们都能看到大型结构，如间隙、星环，在SAO 206462的情况下，还有螺旋状结构。这些结构中的大部分（如果不是全部的话）都可以用形成中的行星与磁盘物质相互作用来解释，但也存在其他不涉及巨行星存在的解释。"如果我们最终能够看到这些行星，我们就能将其中的一些结构与正在形成的伴星联系起来，并将形成过程与其他系统在更晚阶段的特性联系起来。我们最终可以把这些点联系起来，了解行星和行星系统作为一个整体是如何演化的"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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：