前往时间边缘的旅程：詹姆斯-韦伯太空望远镜揭示了最遥远的星系

前往时间边缘的旅程：詹姆斯-韦伯太空望远镜揭示了最遥远的星系JWST的最初观测产生了几个极端距离的候选星系，正如早期用哈勃太空望远镜进行的观测一样。现在，这些目标中的四个已经通过获得长时间的光谱观测得到了确认，这不仅为它们的距离提供了安全的测量，而且还使天文学家能够描述这些星系的物理特性。加州大学圣克鲁斯分校天文学和天体物理学教授布兰特-罗伯逊（BrantRobertson）说："我们已经在遥远的宇宙中发现了奇特的早期的星系"。"通过JWST，我们现在第一次可以发现如此遥远的星系，然后通过光谱学确认它们真的有那么远。"天文学家通过确定一个星系的红移来衡量它的距离。由于宇宙的膨胀，遥远的物体似乎正在从我们身边退去，它们的光被多普勒效应拉长到更长、更红的波长。基于通过不同滤光片拍摄的图像的测光技术可以提供红移的估计，但明确的测量需要光谱学，它将来自一个物体的光分离成其组成波长。宇宙正在膨胀，这种膨胀使在空间中旅行的光被拉长，这种现象被称为宇宙学红移。红移越大，光所走过的距离就越大。因此，需要带有红外线探测器的望远镜来看到来自最早、最遥远的星系的光。资料来源：美国宇航局，欧空局，ANDL.Hustak(STSci)新的发现集中在四个红移高于10的星系上。最初由哈勃观测到的两个星系现在已经确认了10.38和11.58的红移。两个最遥远的星系，都是在JWST的图像中探测到的，它们的红移分别为13.20和12.63，使它们成为迄今为止被光谱学证实的最遥远的星系。13.2的红移对应于大约135亿年前。"这些远远超出了我们在JWST之前所能想象的发现，"罗伯逊说。"在红移13，宇宙只有大约3.25亿年的历史"。罗伯逊和来自英国赫特福德大学的艾玛-柯蒂斯-莱克是关于这些结果的两篇论文的主要作者，这些论文还没有通过同行评审。这些观测结果是由领导开发韦伯号上的两个仪器--近红外相机（NIRCam）和近红外光谱仪（NIRSpec）的科学家合作完成的。对最微弱和最早的星系的调查是这些仪器概念中的主要设计目的。2015年，这些仪器团队共同提出了JWST高级深外星系调查（JADES），这是一个雄心勃勃的计划，只分配了望远镜一个多月的时间，旨在提供一个深度和细节都前所未有的早期宇宙的视图。JADES是一个由10个国家的80多位天文学家组成的国际合作项目。JADES计划从NIRCam开始，利用超过10天的任务时间，对哈勃超深场内和周围的一小片天空进行观测。天文学家已经用几乎所有的大型望远镜研究这个区域超过20年了。JADES团队在九个不同的红外波长范围内对该区域进行了观测，捕捉到精美的图像，揭示了近10万个遥远的星系，每个星系都在数十亿光年之外。然后，研究小组使用NIRSpec光谱仪进行了为期三天的观测，收集了250个微弱星系的光线。这产生了精确的红移测量，并揭示了这些星系中气体和恒星的特性。罗伯逊说："通过这些测量，我们可以知道这些星系的内在亮度，并计算出它们有多少恒星。"现在我们可以开始真正挑出星系是如何随着时间的推移组合在一起的。"来自英国剑桥大学的共同作者SandroTacchella补充说："如果不了解星系发展的初始时期，就很难了解星系。就像人类一样，后来发生的很多事情都取决于这些早期恒星的影响。关于星系的许多问题一直在等待韦伯的变革性机会，我们很高兴能够在揭示这个故事中发挥作用。"根据罗伯逊的说法，这些早期星系的恒星形成会比它们被观测到的年龄早约1亿年，将最早的恒星的形成推到大爆炸后约2.25亿年。他说："我们看到的恒星形成的证据与我们根据星系形成的模型所能预期的时间差不多早。"其他团队根据对JWST图像的光度分析，在更高的红移处发现了候选星系，但是这些星系还没有得到光谱学的证实。JADES将在2023年继续对另一个领域进行详细研究，这个领域以标志性的哈勃深场为中心，然后回到超深场进行另一轮的深度成像和光谱分析。该领域还有许多候选者等待光谱调查，已经获批了数百小时的额外观测时间。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353709.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353709.htm

詹姆斯·韦伯望远镜正观察附近螺旋星系的心脏深处

詹姆斯·韦伯望远镜正观察附近螺旋星系的心脏深处由于韦伯的红外成像工具，这些图像提供了对被观测星系核心的前所未有的观察细节。美国宇航局宣布，这些数据帮助推动了21篇初始论文的收集，以便对我们宇宙中发现的一些最小规模的过程提供更多的洞察力。随着韦伯对恒星形成的深入研究，科学家们希望能够更多地了解宇宙是如何演变的。这项研究是对附近星系的最大调查，目前正由近距离星系高角度分辨率物理学（PHANGS）合作进行。该团队由100多名研究人员组成。到目前为止，研究人员已经设法用韦伯捕获了一个数据宝库，这将有助于澄清早期恒星形成是如何发生的。詹姆斯-韦伯的恒星形成观测图片来源：美国宇航局、欧空局、加空局、加拿大国家科学院。NASA,ESA,CSA,andJ.Lee(NOIRLab).图像处理。A.Pagan(STSCI)"PHANGS团队的成员ErikRosolowsky在一份声明中说："我们直接看到年轻恒星形成的能量是如何影响它们周围的气体的，这真是太了不起了。该团队目前正在观察位于我们自己附近的总共19个螺旋星系。韦伯提供的高分辨率图像使研究人员能够穿过气体和尘埃，进入星系的中心。这是一项史无前例的观测调查，毫无疑问，它将有助于改写我们认为对恒星形成的最早过程的认识。不过，有了这些知识，我们就可以用这些小过程来解释更大的过程，比如星系本身是如何形成的--我们已经对这个问题有了一点了解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345515.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345515.htm

宇宙碰撞点燃万亿太阳奇观 詹姆斯-韦伯太空望远镜揭开Arp 220的面纱

宇宙碰撞点燃万亿太阳奇观詹姆斯-韦伯太空望远镜揭开Arp220的面纱詹姆斯-韦伯太空望远镜捕捉到了Arp220的这一惊人图像，这是一个由两个螺旋星系合并而成的超光红外星系（ULIRG）。它位于2.5亿光年外的蛇夫座，具有超过一万亿个太阳的亮度，而银河系的亮度为100亿。碰撞引发了大规模的恒星形成，在一个紧凑的、充满灰尘的区域中，有大约200个巨大的星团，所含气体相当于整个银河系。望远镜揭示了母星系的核心，每个星系都有一个旋转的恒星形成环，负责发出引人注目的红外光。该图像还显示了微弱的潮汐尾巴和有机物质，作为正在进行的银河系合并的证据。资料来源：NASA,ESA,CSA,STScI,图像处理：AlyssaPagan(STSCI)在美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的这张照片中，Arp220像一座辉煌的灯塔在星系的海洋中闪耀，照亮了夜空。实际上，Arp220是两个正在合并的螺旋星系，它在红外光中的亮度最高，这使它成为韦伯的理想目标。它是一个超光红外星系（ULIRG），亮度超过一万亿个太阳。相比之下，我们的银河系的发光度要小得多，大约为100亿个太阳。Arp220位于2.5亿光年外的蛇夫座，是HaltonArp的《奇特星系图》中的第220个天体。它是离地球最近的超低辐射星系，也是离地球最近的三个星系合并体中最亮的一个。这两个螺旋星系的碰撞始于大约7亿年前。它引发了一个巨大的恒星形成的爆发。大约有200个巨大的星团居住在一个拥挤的、尘土飞扬的区域，直径约5000光年（约为银河系直径的5%）。这个小区域的气体量相当于整个银河系的所有气体。由韦伯近红外相机（NIRCam）和中红外仪器（MIRI）拍摄的Arp220的图像，有罗盘箭头、比例条和颜色键供参考。北方和东方的罗盘箭头显示了图像在天空中的方向。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上面看），天空中的北和东之间的关系（从下面看）是翻转的。比例尺是以光年为单位的，也就是光在一个地球年内所走的距离。(光需要18,000年才能走完与标杆长度相等的距离)。一个光年约等于5.88万亿英里或9.46万亿公里。这张图片中显示的视野大约有12万光年宽。这张图片显示的是不可见的红外波长的光，已经转化为可见光的颜色。颜色键显示了收集光线时使用了哪些滤镜。每个过滤器名称的颜色是用来表示通过该过滤器的红外光的可见光颜色。资料来源：NASA,ESA,CSA,STScI,图像处理：AlyssaPagan(STSCI)以前的射电望远镜观测结果发现，在不到500光年的区域内有大约100颗超新星遗迹。NASA的哈勃太空望远镜发现了相距1200光年的母星系的核心。每个核心都有一个旋转的、形成恒星的环，在这个韦伯的视图中如此明显地喷射出耀眼的红外光。这种耀眼的光线产生了衍射尖峰--这就是在这张图片中占主导地位的星爆特征。在这个合并的外围，韦伯发现了微弱的潮汐尾巴，或者说是被引力从星系上吸引下来的物质，用蓝色表示--这是正在发生的银河系"舞蹈"的证据。橘红色的有机物质在Arp220中以流线和丝状出现。韦伯用其近红外相机（NIRCam）和中红外仪器（MIRI）观测了Arp220。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355445.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355445.htm

对于韦伯太空望远镜图像的深度分析揭开了新生恒星的面纱

对于韦伯太空望远镜图像的深度分析揭开了新生恒星的面纱来自莱斯大学和其他组织的天文学家深入研究了这张近红外图像的数据，这是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的首批图像之一。这张图片显示了天琴座中被称为"宇宙悬崖"的一个恒星形成区域。在这样的区域中，许多新生的恒星都被笼罩在厚厚的尘埃云中。韦伯的红外相机穿透了这些尘埃，使天文学家发现了以前没有发现的二十几颗新生恒星的蛛丝马迹。图片来源：NASA、ESA、CSA和STSCI。这项研究发表在12月的《皇家天文学会月刊》上，为天文学家们展示了最新的成果，以及他们未来将通过韦伯的近红外相机探索方式的更多想象力。该仪器的设计目的是透过星际尘埃云，这些尘埃云以前一直阻挡着天文学家对恒星孕育地的观察，特别是那些产生类似于地球太阳的恒星。物理学和天文学助理教授Reiter和来自加州理工学院、亚利桑那大学、伦敦玛丽女王大学和苏格兰爱丁堡的英国皇家天文台的合作者分析了韦伯的第一批宇宙悬崖图像的一部分，这是一个被称为NGC3324的星团中的恒星形成区域。物质从新生恒星的两极流走，形成快速移动的柱状物，犁过星云。气体和尘埃在这些外流的前面堆积起来，形成被称为"船头冲击"的波浪，就像在海洋航船的前缘形成的船头波一样。这张来自詹姆斯-韦伯太空望远镜的假色红外图像显示了分子氢的弓形冲击（红色）从南部船底座的一个名为宇宙悬崖的恒星形成区的新生恒星中流走。图片来源：NASA、ESA、CSA和STSCI。领导这项研究的Reiter说："韦伯给我们提供的是一个时间快照，让我们看到在这个可能是宇宙中比较典型的角落里有多少恒星正在形成，而我们以前是无法看到的。"NGC3324位于夜空南部的天琴座，拥有几个著名的恒星形成区域，天文学家已经研究了几十年。在哈勃太空望远镜和其他天文台的图像中，该区域的许多细节已经被尘埃掩盖了。韦伯的红外相机是为了看穿这些区域的尘埃，并探测从非常年轻的恒星的两极喷出的气体和尘埃喷流。Reiter及其同事将注意力集中在NGC3324的一部分，在那里，以前只发现了几颗年轻的恒星。通过分析一个特定的红外波长，即4.7微米，他们发现了二十几个以前未知的来自年轻恒星的分子氢气外流。这些流出物的大小不一，但许多似乎来自于最终将成为像地球太阳一样的低质量恒星的原星。Reiter说："这些发现既说明了望远镜有多敏感，也说明了在宇宙中甚至是安静的角落里有多少事情在发生。"莱斯大学的天文学家MeganReiter领导了一项对詹姆斯-韦伯太空望远镜最早的图像的"深潜"研究。这项研究揭示了天琴座NGC3324星团中二十几颗以前未被收录的年轻恒星的蛛丝马迹。图片来源:JeffFitlow/Rice大学在它们最初的一万年里，新生的恒星从它们周围的气体和灰尘中收集物质。大多数年轻的恒星通过从它们的两极向相反方向喷出的喷流，将其中一部分物质喷回太空。尘埃和气体堆积在喷流前面，喷流像扫雪车一样扫过星云的路径。婴儿恒星的一个重要成分，分子氢，被这些喷流卷起，在韦伯的红外图像中可见。研究报告的共同作者、亚利桑那大学的内森-史密斯说："像这样的喷流是恒星形成过程中最令人兴奋的部分的标志。之前我们只在原星积极吸积的短暂时间内看到它们。"早期恒星形成的吸积期对天文学家来说特别难研究，因为它转瞬即逝--通常在一颗恒星数百万年童年的最早部分只有几千年。研究报告的合著者、加州理工学院的乔恩-莫尔斯说，像研究中发现的那些喷流"只有在你开始深入研究时才能看到--从每个不同的过滤器中剖析数据并单独分析每个区域。这就像找到埋藏的宝藏。""韦伯望远镜的尺寸也在这次发现中发挥了作用，在这之前那里看上去只是一个巨大的光桶，"Reiter说。"如果用一个较小的望远镜，我们可能会错过。而且它还为我们提供了非常好的角度分辨率。因此，我们得到了一定程度的清晰度，使我们能够看到相对清楚的特征，即使是在遥远的地区。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336271.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336271.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了宇宙中最古老的星团

詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了宇宙中最古老的星团这项工作是由一个加拿大天文学家团队进行的，包括来自多伦多大学文理学院邓拉普天文学和天体物理学研究所的专家。邓拉普天文学与天体物理学研究所的博士后研究员LamiyaMowla说："JWST是为了寻找第一批恒星和第一批星系而建造的，并帮助我们了解宇宙中复杂性的起源，如化学元素和生命的构件，"他是这项研究的共同主要作者，这项研究是由加拿大NIRISS无偏群调查（CANUCS）小组进行的。"韦伯第一深场的这一发现已经提供了对恒星形成最早阶段的详细观察，证实了JWST令人难以置信的力量。"研究人员研究了位于韦伯第一深场的闪亮星系，并利用JWST确定它周围的五个闪亮物体是球状星团。图片来源：加拿大航天局，图片来自NASA、ESA、CSA、STScI；Mowla、Iyer等人，2022年在精细的韦伯第一深场图像中，天文学家们很快就锁定了他们称之为"火花星系"的的天体。这个星系位于90亿光年之外，它的名字来自于它周围出现的黄红色小点的紧凑物体，研究人员称之为"火花"。研究小组确定，这些火花可能是正在形成恒星的年轻星团--诞生于大爆炸后30亿年的恒星形成高峰期，也可能是古老的球状星团。球状星团是一个星系萌芽时期的古老恒星集合体，包含了关于其最早形成和成长阶段的线索。通过对其中12个紧凑物体的初步分析，研究小组确定其中5个不仅是球状星团，而且是已知的最古老的星团之一。"来自JWST的第一批图像发现遥远星系周围的古老球状星团是一个令人难以置信的时刻--这是以前的哈勃太空望远镜成像所无法做到的，"邓拉普天文学与天体物理学研究所的博士后研究员、该研究的共同主要作者KartheikG.Iyer说。"由于我们可以在一系列的波长范围内观察到这些'火花'，我们可以对它们进行建模，并更好地了解它们的物理特性--比如它们的年龄有多大以及它们包含多少颗恒星。我们希望用JWST从如此遥远的距离观察球状星团的知识将刺激进一步的科学和搜索类似的物体。天文学家利用引力透镜来研究非常遥远和非常微弱的星系。资料来源：美国国家航空航天局，欧空局和L.Calçada银河系已知有大约150个球状星团，但是这些密集的星团究竟是如何形成的，以及何时形成的，人们并不十分清楚。天文学家们知道，球状星团的年龄可能非常大，但要测量它们的年龄却具有难以置信的挑战性。利用非常遥远的球状星团来确定遥远星系中第一批恒星的年龄，这在以前是没有的，只有在JWST上才有可能做到。直到现在，天文学家还不能用哈勃太空望远镜看到火花星系的周边紧凑物体。这种情况随着JWST分辨率和灵敏度的提高而改变，在韦伯的第一张深场图像中首次揭示了该星系周围的小点，它被放大了100倍，这是由于一种叫做引力透镜的效应--前景中的SMACS0723星系团扭曲了它背后的东西，很像一个巨大的放大镜。引力透镜产生了三个独立的"火花"图像，使天文学家能够更详细地研究这个星系。研究人员将JWST的近红外相机（NIRCam）的新数据与哈勃景象望远镜的档案数据相结合。NIRCam使用较长和较红的波长探测微弱的物体，以观察超过人眼甚至哈勃太空望远镜可见的东西。由于星系团的透镜作用，以及JWST的高分辨率，这两方面的放大作用使得观察紧凑物体成为可能。JWST上加拿大制造的近红外成像仪和无缝隙光谱仪（NIRISS）提供了独立的验证，即这些天体是古老的球状星团，因为研究人员没有观察到氧射线--这是正在积极形成恒星的年轻星团所发出的具有可测量光谱的发射物。NIRISS还帮助解开了"闪耀者"的三层光束图像的几何结构。JWST的加拿大制造的NIRISS仪器在帮助我们理解"闪耀者"及其球状星团的三个图像是如何连接的方面至关重要，"圣玛丽大学的教授MarcinSawicki说。他是加拿大天文学研究主席，也是这项研究的共同作者。 "看到对火花星系的几个球状星团进行了三次成像，使我们清楚地看到，它们是围绕着火花星系运行的，而不是简单地在它的前面偶然出现。"JWST将从2022年10月开始观测CANUCS场，利用其数据来检查五个大规模的星系团，研究人员期望在其周围发现更多这样的系统。未来的研究还将对星系团进行建模，以了解透镜效应，并执行更有力的分析来解释恒星形成的历史。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333883.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333883.htm

韦伯望远镜揭开螺旋星系NGC 5068恒星形成过程的秘密

韦伯望远镜揭开螺旋星系NGC5068恒星形成过程的秘密在詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的这张图片上，尘埃和明亮的星团组成了一道精致的轨迹。这些明亮的气体和恒星卷须属于条形螺旋星系NGC5068，在这张图片的左上方可以看到其明亮的中央条形，这是韦伯的两个仪器的合成图。美国宇航局局长比尔-纳尔逊于6月2日在波兰华沙哥白尼科学中心与学生举行的活动中透露了这一图像。在这张由詹姆斯-韦伯太空望远镜的MIRI仪器拍摄的棒状螺旋星系NGC5068的图像中，螺旋星系的尘埃结构和包含新形成的星团的发光气体泡尤为突出。三颗小行星的轨迹闯入了这张图片，表现为蓝绿色的小红点。小行星出现在这样的天文图像中，是因为它们比遥远的目标更接近望远镜。当韦伯捕捉到天文物体的几张图像时，小行星就会移动，所以它在每一帧图像中显示的位置略有不同。在诸如这张来自MIRI的图像中，它们会更明显一些，因为许多恒星在中红外波长下并不像在近红外或可见光下那么明亮，所以小行星在恒星旁边更容易看到。一条线索就在银河系的条形图下面，还有两条在左下角。资料来源：ESA/Webb，NASA和CSA，J.Lee和PHANGS-JWST团队NGC5068距离地球约2000万光年，位于室女座。这个星系中央明亮的恒星形成区域的图像是创建天文宝库活动的一部分，宝库指的是是对附近星系中恒星形成的观测。这些观测对天文学家来说特别有价值，原因有二。首先是因为恒星的形成是天文学中许多领域的基础，从恒星之间的脆弱等离子体的物理学到整个星系的演变。通过观察附近星系中恒星的形成，天文学家们希望通过韦伯提供的一些首批数据来启动重大的科学进展。从詹姆斯-韦伯太空望远镜的NIRCam仪器上看到的这个条形螺旋星系NGC5068，上面布满了该星系的大量恒星，沿着其明亮的中央条形区域最为密集，同时还有被内部年轻恒星照亮的燃烧的红色气体云。这个星系的近红外图像被构成NGC5068核心的巨大的老式恒星聚集所填充。NIRCam的敏锐视觉使天文学家能够透过银河系的气体和尘埃来仔细检查它的恒星。密集而明亮的尘埃云沿着旋臂的路径分布：这些是HII区域，是氢气的集合体，新的恒星正在那里形成。年轻的、有活力的恒星将它们周围的氢气电离，形成了这种红色的光芒。资料来源：欧空局/韦伯，NASA和CSA，J.Lee和PHANGS-JWST团队韦伯的观测建立在使用包括哈勃太空望远镜和地面观测站在内的其他研究之上。韦伯收集了19个附近的成星星系的图像，然后天文学家可以将这些图像与哈勃的10000个星团的图像、甚大望远镜（VLT）对20000个成星发射星云的光谱图以及阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）识别的12000个黑暗、密集的分子云的观测相结合。这些观测跨越了电磁波谱，给了天文学家一个前所未有的机会来拼凑恒星形成的细枝末节。由于韦伯能够透过笼罩着新生恒星的气体和尘埃，它特别适合于探索恒星形成的过程。恒星和行星系统是在旋转的气体和尘埃云中诞生的，对于像哈勃或VLT这样的可见光观测站来说是不透明的。韦伯的两个仪器--MIRI（中红外仪器）和NIRCam（近红外相机）--在红外波长上的敏锐视觉使天文学家能够直接看到NGC5068中巨大的尘埃云，并捕捉到发生的恒星形成过程。这张图片结合了这两台仪器的能力，提供了一个真正独特的NGC5068的组成情况。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363483.htm