科学家通过詹姆斯·韦伯太空望远镜发现系外行星存在二氧化碳的证据

科学家通过詹姆斯·韦伯太空望远镜发现系外行星存在二氧化碳的证据8月26日消息，最近天文学家利用美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到太阳系外存在二氧化碳的证据。天文学家的研究目标是一颗名为WASP-39b的气态巨行星，距离地球700光年，围绕着一颗类日恒星运行。据悉，WASP-39b表面的温度始终维持在900摄氏度左右。虽然天文学家早在2011年就发现了这颗气态巨行星，但韦伯太空望远镜上高灵敏度的红外探测仪器让研究人员得以对WASP-39b进行详细分析，第一次探测到这颗气态巨行星大气中存在二氧化碳。为更好地了解系外行星，研究人员用太空望远镜来测量系外行星大气的化学组成成分。大气中的分子会造成某些特征波长的光线被吸收，因此研究人员通过观察恒星发出的光如何被WASP-39b的大气层过滤来进行深入分析，根据这些特征波长来检测行星大气中关键气体组成成分。7月10日，天文学家利用韦伯太空望远镜搭载的NIRSpec近红外光谱仪来检测WASP-39b大气中的气体和化学物质。行星科学家、凌日系外行星小组成员扎法尔·鲁斯坦库洛夫（ZafarRustamkulov）表示：“当看到数据那一刻，明显的二氧化碳特征就吸引了我的注意力。”“这是一个特殊的时刻，跨越了系外行星科学的一个重要门槛。”凌日系外行星研究小组负责人、天文学家娜塔莉·巴塔利亚（NatalieBatalha）则表示：“在WASP-39b上探测到如此清晰的二氧化碳信号，预示着我们在检测较小类地行星的大气时会有更多收获。”二氧化碳与地球上的生命有关。天文学家在寻找遥远世界的生命时，通常会寻找能维持生命存续的基本组成成分，比如液态水、源源不断的能源、碳和其他元素。当NASA在7月12日公布第一批韦伯太空望远镜拍摄的图像数据时，其中就包括显示WASP-39b系外行星大气中存在水的数据，以及行星上有云和雾的证据。韦伯太空望远镜上搭载的设备能对遥远行星大气层进行深入观测，因此天文学家将会有更多发现。康奈尔大学天文学教授、卡尔·萨根研究所所长丽莎·卡尔滕格（LisaKaltenegger）表示，“有了詹姆斯·韦伯太空望远镜，我们可以探索其他世界大气的化学组成或许其中有我们只能用生命来解释的迹象。”“这是我们探索宇宙的神奇时刻，”卡尔滕格补充道，“我们是宇宙中唯一存在生命的行星吗？这台神奇的太空望远镜堪称是第一个能收集足够光的工具，让我们得以开始解决这个基本问题。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308789.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308789.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜位于何处？为什么要在那里？

詹姆斯·韦伯太空望远镜位于何处？为什么要在那里？詹姆斯-韦伯太空望远镜目前位于天文学家所说的第二拉格朗日点或L2。从这里，韦伯可以安全地围绕太阳运行，保护储存在里面的敏感设备。确保詹姆斯-韦伯位于远离太阳的地方是很重要的，因为该望远镜使用红外光来观察我们的宇宙。韦伯需要尽可能地避开大而明亮的物体，以观察来自遥远恒星的微弱信号。因此，将韦伯放在L2的轨道上，使天文学家能够在距离我们的星球150万公里的地方安全地围绕太阳旋转时大致操作望远镜。这使它能够与地球保持一致，并免受太阳的强光和强热的影响。位于L2的詹姆斯-韦伯望远镜这种强烈的热量对保护韦伯异常重要，因为机载硬件需要零下225摄氏度（零下370华氏度）的工作温度。太空望远镜上的遮阳板有助于保护更敏感的部件不受高温影响，使其能够在詹姆斯-韦伯的位置上沿着轨道安全运行。离我们的星球如此之远的唯一缺点是，如果韦伯需要维护或保养，人类很难抵达现场，因此，指望这个较新的太空望远镜像它的前辈--哈勃望远镜一样持久工作的机会是相当渺茫的。值得庆幸的是，韦伯已经为我们提供了大量的数据，完全改变了我们看待宇宙的方式。由于其独特的能力，天文学家们正在了解早期宇宙的许多情况。而那些想实时了解韦伯位置的人，可以通过美国宇航局的网站进行了解：https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351819.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351819.htm

韦伯太空望远镜揭示岩石行星可在极端环境中形成

韦伯太空望远镜揭示岩石行星可在极端环境中形成天文学家发现了一系列分子，它们都是岩石行星的组成成分。太空是一个严酷的环境，但有些区域比其他区域更加严酷。一个被称为龙虾星云的恒星形成区孕育着银河系中一些质量最大的恒星。大质量恒星的温度更高，因此会发出更多的紫外线（UV）。这些紫外线照射着附近恒星周围的行星形成盘。天文学家预计紫外线会分解许多化学分子。然而，詹姆斯-韦伯太空望远镜在这样一个星盘中检测到了多种分子，包括水、一氧化碳、二氧化碳、氰化氢和乙炔。这些分子是岩石行星的构成成分之一。这是艺术家绘制的年轻恒星被原行星盘包围的图像，行星正在原行星盘中形成。图片来源：ESO一个国际天文学家小组利用美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜，首次观测到在银河系最极端环境中的一个圆盘的高度辐照内部、岩石行星形成区域中的水和其他分子。这些结果表明，岩质行星形成的条件可能发生在比以前想象的更广泛的环境中。这是詹姆斯-韦伯太空望远镜"极端紫外环境"（XUE）计划的首批研究成果，该计划主要研究大质量恒星形成区中行星形成盘（由气体、尘埃和大块岩石组成的巨大旋转云团，行星在此形成和演化）的特征。这些区域很可能代表了大多数行星系统的形成环境。了解环境对行星形成的影响对于科学家深入了解不同类型系外行星的多样性非常重要。XUE计划的目标是龙虾星云（又称NGC6357）三个区域中的共15个盘状星团，这是一个大型发射星云，距离地球大约5500光年，位于天蝎座。龙虾星云是最年轻、最近的大质量恒星形成群之一，也是银河系中一些质量最大恒星的所在地。大质量恒星的温度更高，因此会发出更多的紫外线（UV）辐射。这会分散气体，使圆盘的预期寿命短至一百万年。有了韦伯望远镜，天文学家现在可以研究紫外线辐射对太阳等恒星周围原行星盘内部行星形成区域的影响。德国马克斯-普朗克天文学研究所的玛丽亚-克劳迪娅-拉米雷斯-坦努斯（MaríaClaudiaRamírez-Tannus）说："韦伯望远镜是唯一具有空间分辨率和灵敏度来研究大质量恒星形成区行星形成盘的望远镜。"天文学家们的目标是利用韦伯中红外仪器（MIRI）上的中分辨率分光计来描述龙虾星云中的岩石行星形成盘区的物理特性和化学成分。第一项成果的重点是位于Pismis24星团中被称为XUE1的原行星盘。研究小组成员、瑞典斯德哥尔摩大学的ArjanBik补充说："只有中红外成像仪的波长范围和光谱分辨率才能让我们探测到岩质行星形成的温热气体和尘埃的分子清单和物理条件。"由于"XUE1"位于NGC6357中几颗大质量恒星附近，科学家们预计它在整个生命周期中一直暴露在大量紫外线辐射下。然而，在这种极端环境下，研究小组仍然检测到了一系列分子，而这些分子正是构成陆地行星的基石。研究小组成员、荷兰拉德布德大学的伦斯-沃特斯（RensWaters）说："我们发现，薛厄一号周围的内盘与附近恒星形成区的内盘非常相似。我们探测到了水和其他分子，如一氧化碳、二氧化碳、氰化氢和乙炔。不过，发现的辐射比一些模型预测的要弱。这可能意味着外盘半径较小。"拉德布德大学的LarsCuijpers补充说："我们感到惊讶和兴奋，因为这是在这种极端条件下首次探测到这些分子。研究小组还在星盘表面发现了部分结晶的硅酸盐小尘埃。这被认为是岩石行星的组成部分。"这些结果对于岩质行星的形成来说是个好消息，因为科学小组发现，内盘的条件与位于恒星形成区附近、只有低质量恒星形成的、经过充分研究的盘中的条件相似。这表明岩质行星可以在比以前认为的更广泛的环境中形成。研究小组指出，"XUE"计划的其余观测对于确定这些条件的共性至关重要。拉米雷斯-坦努斯说："XUE1向我们表明，形成岩质行星的条件是存在的，所以下一步就是检查这种情况有多普遍。我们将观测同一区域的其他星盘，以确定观测到这些条件的频率"。这些结果已发表在《天体物理学报》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401283.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401283.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

詹姆斯-韦伯望远镜捕捉到惊人的星系合并现象

詹姆斯-韦伯望远镜捕捉到惊人的星系合并现象该图像展示了一对正在合并的星系，称为IIZW96。据美国宇航局称，这些星系距离地球大约5亿光年，位于海豚座。使得这次合并如此引人注意的是气体和恒星的颜色结合在一起的方式，它为天文学家提供了关于星系演变如何发生的更多信息。早在2022年11月，IIZW96的星系合并是韦伯的前台和中心。图片来源。欧空局/韦伯，美国宇航局和加空局，L.Armus,A.Evans事实上，许多天文学家认为，我们自己的银河系有一天会与另一个星系合并，他们称之为"银河系的命运"。当这种情况发生时，银河系中央的超大质量黑洞无疑也会看到一些大的变化，所以这确实让人想知道，与银河系的合并究竟会给它和其他相关星系带来什么。詹姆斯-韦伯太空望远镜还有很长的寿命。该望远镜在2022年7月交付了它的第一批图像，为我们提供了更多关于早期宇宙的数据，同时也有助于展示该望远镜在捕捉星系合并和其他宇宙事件的图像方面有多么强大。通过这张IIZW96的图像，该望远镜继续兑现其承诺，帮助天文学家了解更多关于宇宙和我们的星系如何运作。一项突破甚至使我们有可能利用韦伯看到暗物质。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337435.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337435.htm

韦伯太空望远镜揭示标志性马头星云的隐藏层次

韦伯太空望远镜揭示标志性马头星云的隐藏层次这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的马头星云图像聚焦在马的"鬃毛"部分，宽度约为0.8光年。这是用韦伯的近红外相机（NIRCam）拍摄的。图像底部呈现蓝色的空灵云层充满了各种物质，包括氢、甲烷和水冰。延伸到主星云上方的红色缕状物代表原子氢和分子氢。在这个被称为光解离区的区域中，来自附近年轻大质量恒星的紫外线在上方完全电离的气体和下方星云之间形成了一个由气体和尘埃组成的中性温暖区域。与许多韦伯图像一样，遥远的星系散布在背景中。这张图像由波长为1.4和2.5微米（蓝色）、3.0和3.23微米（青色）、3.35微米（绿色）、4.3微米（黄色）以及4.7和4.05微米（红色）的光组成。资料来源：NASA、ESA、CSA、KarlMisselt（亚利桑那大学）、AlainAbergel（法国国家科学研究中心IAS）韦伯的观测将使天文学家能够研究星云中的尘埃是如何阻挡和发射光线的，并更好地了解星云的形状。这张图片展示了我们天空中最独特的天体之一--马头星云的三个视角。第一张图片（左）于2023年11月发布，展示了欧空局欧几里得望远镜在可见光下看到的马头星云。第二张图片（中）是美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的马头星云的近红外照片，这张图片曾在2013年作为哈勃太空望远镜23周年纪念图片展出。这张图片揭示了通常被尘埃遮挡的美丽而精致的结构。第三张图片（右）是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）仪器拍摄的马头星云的新景象。资料来源：NASA、ESA、CSA、KarlMisselt（亚利桑那大学）、AlainAbergel（IAS、CNRS）、MahdiZamani欧几里得联盟、哈勃遗产项目（STScI、AURA）美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）拍摄到了我们天空中最独特的天体之一--马头星云（HorseheadNebula）放大部分迄今为止最清晰的红外图像。这些观测数据以全新的视角展示了这个标志性星云的"马鬃"顶部或边缘，以前所未有的空间分辨率捕捉到了该区域的复杂性。韦伯的新图像显示了猎户座的部分天空，位于一个被称为猎户座B分子云的密集区域的西侧。从尘埃和气体的湍流中升起的是马头星云，又名巴纳德33，位于大约1300光年之外。星云由坍塌的星际物质云形成，由于受到附近一颗炙热恒星的照耀而发光，周围的气体云已经消散，但突出的星柱是由厚厚的物质团块组成的，因此更难被侵蚀。天文学家估计，"马头"在解体之前还有大约500万年的时间。韦伯的新视图聚焦于星云顶部独特的尘埃和气体结构的照明边缘。马头星云是一个著名的光解离区（PDR）。在这样的区域中，来自年轻大质量恒星的紫外线（UV）在大质量恒星周围完全电离的气体和恒星诞生的云层之间形成了一个大部分为中性、温暖的气体和尘埃区域。这种紫外线辐射强烈地影响着这些区域的化学性质，并成为一个重要的热源。这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的马头星云图像聚焦于马的部分"鬃毛"。这是用韦伯的中红外仪器（MIRI）拍摄的。中红外光可以捕捉到灰尘硅酸盐和称为多环芳烃的烟灰状分子等物质的光芒。资料来源：NASA、ESA、CSA、KarlMisselt（亚利桑那大学）、AlainAbergel（法国国家科学研究中心IAS）这些区域的星际气体密度足以保持大部分中性，但密度不足以阻止大质量恒星紫外线的穿透。这种PDR发出的光为研究物理和化学过程提供了一个独特的工具，这些物理和化学过程推动了银河系星际物质的演化，也推动了从恒星形成的早期到现在的整个宇宙的演化。由于马头星云距离很近，而且其几何形状几乎处于边缘位置，因此是天文学家研究PDR的物理结构、其各自环境中气体和尘埃的分子演化以及它们之间过渡区域的理想目标。它被认为是天空中研究辐射如何与星际物质相互作用的最佳区域之一。借助韦伯望远镜的近红外成像（MIRI）和近红外成像（NIRCam）仪器，一个国际天文学家小组首次揭示了马头星受光边缘的小尺度结构。当紫外线蒸发尘埃云时，尘埃粒子被加热的气体带离尘埃云。韦伯探测到了追踪这一运动的细小特征网络。通过观测，天文学家还研究了尘埃是如何阻挡和发射光线的，并更好地了解了星云的多维形状。接下来，天文学家打算研究已经获得的光谱数据，以深入了解整个星云中观测到的物质的物理和化学特性的演变。这些观测是为韦伯GTO1192计划进行的，观测结果于4月29日发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）杂志上。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429294.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429294.htm