韦伯望远镜揭开120亿年前恒星形成星系的秘密

韦伯望远镜揭开120亿年前恒星形成星系的秘密詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的新图像让澳大利亚天文学家揭开了宇宙早期星系如何开始恒星形成爆炸的秘密。一些早期星系充斥着大量气体,它们发出的光亮超过了新出现的恒星。在一项新的研究中,天文学家发现了这些明亮的星系在大约120亿年前是多么的普遍。来自JWST的图像显示,宇宙早期几乎90%的星系都有这种发光气体,产生所谓的"极端发射线特征"。一个遥远的极端发射线星系的图像。由詹姆斯-韦伯太空望远镜(左)和哈勃太空望远镜(右)拍摄。该对比凸显了JWST图像的清晰度。资料来源:ARC三维全天空天体物理卓越中心(ASTRO3D)。"这些年轻星系中的恒星非常了不起,它们能产生恰到好处的辐射来激发周围的气体。这些气体反过来比恒星本身更加闪亮,"ARC三维全天空天体物理学卓越中心(ASTRO3D)和国际射电天文学研究中心(ICRAR)科廷大学节点的安舒-古普塔(AnshuGupta)博士说,他是描述这一发现的论文的第一作者。"直到现在,要了解这些星系是如何积累如此多的气体还很困难。我们的发现表明,这些星系中的每一个都至少有一个近邻星系。这些星系之间的相互作用会导致气体冷却,引发强烈的恒星形成,从而产生这种极端的发射特征。"观测早期宇宙星系的进展这一发现是一个生动的例子,说明JWST望远镜在研究早期宇宙方面提供了无与伦比的清晰度。"詹姆斯-韦伯望远镜的数据质量非常出色,"古普塔博士说。"它具有足够的深度和分辨率来观察早期星系周围的邻居和环境,当时宇宙只有20亿年的历史。利用这一细节,我们能够看到具有极端发射特征的星系和不具有极端发射特征的星系在邻近星系数量上的明显差异。"詹姆斯-韦伯太空望远镜(左)和哈勃太空望远镜(右)看到的目标星系。JWST图像前所未有的分辨率和清晰度,让我们可以识别出哈勃都无法看到的邻近星系(青色圆圈)。资料来源:ARC三维全天空天体物理卓越中心(ASTRO3D)。在此之前,我们很难清楚地看到宇宙诞生20亿年左右的星系。由于当时许多恒星尚未形成,可关注的星系数量较少,因此这项任务变得更加困难。古普塔博士说:"在JWST出现之前,我们只能真正了解大质量星系的情况,而这些星系大多处于非常密集的星系团中,因此研究起来比较困难。以当时的技术,我们无法观测到这项研究中95%的星系。詹姆斯-韦伯望远镜彻底改变了我们的工作。"一个遥远的极端发射线星系的图像。由詹姆斯-韦伯太空望远镜(左)和哈勃太空望远镜(右)拍摄。该对比凸显了JWST图像的清晰度。资料来源:ARC三维全天空天体物理卓越中心(ASTRO3D)。证实之前的假设ASTRO3D和哈佛大学及史密森尼天体物理学中心的副主任Tran说,这一发现证明了之前的假设。她说:"我们怀疑这些极端星系是早期宇宙中激烈相互作用的标志,但只有借助JWST的锐利目光,我们才能证实我们的预感。"这项研究依靠的是作为JWST高级深河外星系巡天(JADES)的一部分获得的数据,JADES正在利用深红外成像和多天体光谱探索宇宙中最早的星系。它为进一步深入了解宇宙开辟了道路。遥远的极发射线星系图像。詹姆斯-韦伯太空望远镜(左)和哈勃太空望远镜(右)所见。该对比凸显了JWST图像的清晰度。资料来源:ARC三维全天空天体物理卓越中心(ASTRO3D)。"这幅作品真正令人兴奋的地方在于,我们看到了最早的星系与最近形成的星系之间的发射线相似性,而且更容易测量。这意味着我们现在有了更多的方法来回答关于早期宇宙的问题,而这一时期在技术上是很难研究的,"第二作者、科廷大学/ICRAR和ASTRO3D的博士生RaviJaiswar说。"这项研究是我们星系演化计划的核心工作。通过了解早期星系的面貌,我们可以在此基础上回答构成我们地球上日常生活中一切的元素的起源问题,"ASTRO3D主任EmmaRyan-Weber教授说。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396735.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1396735.htm

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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

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小而强大:詹姆斯-韦伯望远镜揭开了早期宇宙中产生恒星的秘密

小而强大:詹姆斯-韦伯望远镜揭开了早期宇宙中产生恒星的秘密一个由明尼苏达大学双城分校领导的团队将目光投向了130多亿年前,发现了一个独特的、微不足道的星系,它可以帮助天文学家更多地了解大爆炸后不久出现的星系。资料来源:ESA/Webb,NASA&CSA,P.Kelly这个星系是迄今为止在这个距离上发现的最小的星系之一--在宇宙大爆炸后大约5亿年--并且可以帮助天文学家更多地了解在宇宙诞生后不久就存在的星系。这篇论文发表在《科学》杂志上,这是世界顶级的同行评审学术期刊之一。明尼苏达大学的研究人员是第一批使用詹姆斯-韦伯太空望远镜研究一个遥远的星系的团队之一,他们的发现将是有史以来第一批发表的发现之一。论文的资深作者、明尼苏达大学物理和天文学学院的助理教授帕特里克-凯利说:"这个星系远远超出了除詹姆斯-韦伯以外的所有望远镜的范围,这些对遥远星系的首次观测非常壮观。在这里,我们能够看到回到大爆炸的大部分时间,而且我们从来没有在宇宙如此年轻的时候以如此详细的水平观察过星系。这个星系的体积大约是银河系的百万分之一,但我们可以看到它每年仍在形成相同数量的恒星。"詹姆斯-韦伯望远镜可以观察到足够宽的领域,可以一次对整个星系团进行成像。研究人员之所以能够发现并研究这个新的、微小的星系,是因为一种叫做引力透镜的现象--在这种现象中,质量,比如星系或星系团中的质量,会弯曲并放大光线。一个星系团的透镜使这个小背景星系看起来比它在星系团不放大其光线的情况下要亮20倍。研究人员随后使用光谱学来测量这个星系有多远,此外还有它的一些物理和化学特性。研究宇宙如此年轻时存在的星系可以帮助科学家们更接近于回答天文学中关于宇宙如何重新概念化的一个巨大问题。该论文的第一作者、明尼苏达天体物理研究所的博士生海莉-威廉姆斯解释说:"宇宙处于萌芽状态时存在的星系与我们现在在附近的宇宙中看到的星系非常不同。这一发现可以帮助我们更多地了解那些最早的星系的特征,它们与附近的星系有什么不同,以及早期的星系是如何形成的。"詹姆斯-韦伯望远镜可以收集到约10倍于哈勃太空望远镜的光线,并且在红外线光谱中更红、更长的波长上更为敏感。研究人员说,这使科学家能够获得一个全新的数据窗口。"詹姆斯-韦伯太空望远镜有这种惊人的能力,可以看到极远的宇宙,"威廉姆斯说。"这是本文中最令人激动的事情之一。我们看到的东西是以前的望远镜所能捕捉到的。它基本上得到了我们的宇宙在其生命的最初5亿年里的一个快照。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355023.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355023.htm

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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

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韦伯太空望远镜发现神秘的大质量远古星系JWST-7329

韦伯太空望远镜发现神秘的大质量远古星系JWST-7329JWST-7329:一个罕见的大质量星系,形成于宇宙早期。这张詹姆斯-韦伯太空望远镜NIRCAM图像显示了一个红色圆盘星系,但仅凭图像很难将它与其他天体区分开来。利用JWST对其光线进行的光谱分析揭示了它的反常性质--它形成于大约130亿年前,尽管它所包含的恒星质量是我们今天银河系的4倍。图片来源:詹姆斯-韦伯太空望远镜结果发现,在110多亿年的宇宙早期就已经出现了大质量星系(宇宙红移为3.2),而其形成时间更是要再早15亿年(红移约为11)以上,这一观测结果颠覆了目前的建模,因为暗物质还没有积累到足够的浓度来为恒星的形成提供种子。斯威本科技大学特聘教授卡尔-格莱兹布鲁克(KarlGlazebrook)领导了这项研究,并带领国际团队利用JWST对这个大质量静止星系进行了光谱观测。"我们追逐这个特殊的星系已经七年了,我们用地球上最大的两台望远镜观察了它好几个小时,想知道它的年龄有多大。但它太红、太暗,我们无法测量。最后,我们不得不离开地球,用JWST来确认它的性质。"美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韦伯太空望远镜是哈勃太空望远镜的后继者,也是有史以来送入太空的最强大的红外科学观测站。在距离地球近一百万英里的轨道上,韦伯研究宇宙中一些最遥远的天体。资料来源:美国国家航空航天局星系的形成是现代天体物理学的一个基本范式,它预示着观察到大质量星系的数量会在宇宙早期急剧下降。现在,早在宇宙大爆炸后的10到20亿年,就已经观测到了质量极大的静态星系,这对以前的理论模型提出了挑战。格拉兹布鲁克特聘教授与世界各地的顶尖研究人员合作,其中包括ThemiyaNanayakkara博士、LalitwadeeKawinwanichakij博士、ColinJacobs博士、HarryChittenden博士、GlennGKacprzak副教授以及斯威本天体物理学和超级计算中心的IvoLabbe副教授。"这在很大程度上是一个团队的努力,从我们在2010年开始的红外巡天,导致我们确定这个星系是不寻常的,到我们在凯克和甚大望远镜上花了很多时间尝试,但都未能确认它,直到最后一年,我们花了巨大的精力来弄清楚如何处理JWST的数据并分析这个光谱。"ThemiyaNanayakkara博士领导了对JWST数据的光谱分析,他说:"我们现在超越了过去的可能,确认了宇宙深处存在的最古老的大质量静态怪兽。这突破了我们目前对星系如何形成和演化的理解界限。现在的关键问题是,它们如何在宇宙早期如此快速地形成,以及是什么神秘机制导致它们在宇宙其他部分形成恒星时突然停止形成恒星?"国际射电天文研究中心(ICRAR)西澳大利亚大学节点的克劳迪娅-拉戈斯(ClaudiaLagos)副教授在为这项研究建立暗物质浓度演变理论模型方面发挥了关键作用。她说:"星系的形成在很大程度上取决于暗物质的聚集方式。在宇宙中如此之早出现这些质量极大的星系,对我们的宇宙学标准模型提出了重大挑战。这是因为我们认为,承载这些大质量星系的大质量暗物质结构还没有来得及形成。我们需要进行更多的观测,以了解这些星系可能有多常见,并帮助我们了解这些星系的真正质量有多大"。格拉兹布鲁克特聘教授希望这能为我们了解暗物质物理学打开一个新的局面。"JWST已经发现越来越多的证据,证明大质量星系形成的时间较早。这一结果创下了这一现象的新纪录。虽然它非常引人注目,但这只是一个天体。但我们希望能找到更多,如果真的找到了,这将真正颠覆我们对星系形成的看法。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418671.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1418671.htm

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天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密

天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密罗格斯大学的天文学家利用詹姆斯-韦伯太空望远镜研究了沃尔夫-伦德马克-梅洛特星系,揭开了宇宙早期恒星形成的历史。他们的发现为星系如何演化以及温度在恒星形成中的作用提供了新的见解。资料来源:美国国家航空航天局面向宇宙的“考古发掘”艺术与科学学院物理与天文学系助理教授克里斯汀-麦奎恩(KristenMcQuinn)说:"通过如此深入的观察和如此清晰的观察,我们已经能够有效地回到过去,基本上是在进行一种考古挖掘,寻找宇宙历史早期形成的低质量恒星。"她领导的这项研究发表在《天体物理学报》。McQuinn认为,罗格斯大学高级研究计算办公室管理的Amarel高性能计算集群使研究小组能够计算银河系的恒星发展史。这项研究的一个方面是将一次大规模计算重复600次。她补充说,这项重大计算工作还有助于确认望远镜校准和数据处理程序,这将使更广泛的科学界受益。WLM星系部分区域的两幅景象,一幅由美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄(左),另一幅由詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄。图片来源:Science:NASA,ESA,CSA,IPAC,KristenMcQuinn(RU),ImageProcessing:ZoltG.Levay(STScI),AlyssaPagan(STScI)低质量星系的重要性麦奎恩对所谓的"低质量"星系特别感兴趣。因为它们被认为是早期宇宙的主宰,研究人员可以利用它们来研究恒星的形成、化学元素的演化以及恒星形成对星系气体和结构的影响。它们很微弱,分布在天空中,构成了本地宇宙中的大多数星系。像韦伯望远镜这样先进的望远镜让科学家们能够近距离观察它们。WLM是德国天文学家马克斯-沃尔夫(MaxWolf)于1909年发现的一个"不规则"星系,这意味着它不具有明显的形状,如螺旋形或椭圆形,瑞典天文学家克努特-伦德马克(KnutLundmark)和英国天文学家菲力伯特-雅克-梅洛特(PhilibertJacquesMelotte)于1926年对它进行了更详细的描述。它位于本星系群的外围,本星系群是一个哑铃状的星系群,其中包括银河系。麦奎因指出,由于位于本星系群的边缘,WLM免受了与其他星系交融的破坏,使其恒星群处于原始状态,有利于研究。天文学家之所以对WLM感兴趣,还因为它是一个充满活力的复杂星系,拥有大量气体,能够积极地形成恒星。WLM银河系中的恒星形成为了了解银河系恒星形成的历史--即恒星在宇宙不同时期的诞生速度,麦奎恩和她的团队利用这架望远镜煞费苦心地将包含成千上万颗恒星的天空区域归零。为了确定恒星的年龄,他们测量了恒星的颜色(代表温度)和亮度。麦奎因说:"我们可以利用我们对恒星演化的了解,以及这些颜色和亮度所表明的情况,基本上确定星系恒星的年龄。"研究人员随后对不同年龄的恒星进行了计数,并绘制出了宇宙历史上恒星的诞生率。以这种方式对恒星进行编目向研究人员表明,随着时间的推移,WLM产生恒星的能力在起伏。研究小组的观测结果证实了科学家们早些时候利用哈勃太空望远镜所做的评估,这些观测结果表明,在宇宙历史的早期,该星系曾在30亿年的时间里产生过恒星。它停顿了一段时间,然后又重新点燃。她相信这种停顿是由早期宇宙的特定条件造成的:"那时的宇宙真的很热。我们认为,宇宙的温度最终加热了这个星系中的气体,使恒星的形成一度停止。冷却期持续了几十亿年,然后恒星形成再次开始。"这项研究是美国国家航空航天局"早期发布计划"的一部分,该计划指定科学家与太空望远镜科学研究所合作开展研究,旨在突出韦伯的能力,帮助天文学家为未来的观测做好准备。美国国家航空航天局于2021年12月发射了韦伯望远镜。这个大型镜面仪器在距离地球一百万英里的地方围绕太阳运行。科学家们争先恐后地在望远镜上研究一系列课题,包括早期宇宙的状况、太阳系的历史以及系外行星的搜寻。麦奎因说:"这项计划将产生许多尚未完成的科学成果。"相关文章:韦伯望远镜在极端恒星环境中发现生命的前身:水和简单的有机分子...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422060.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422060.htm

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NASA韦伯太空望远镜揭示了一个罕见的星系“指纹”

NASA韦伯太空望远镜揭示了一个罕见的星系“指纹”自今年7月以来,NASA的詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)已经提供了一些人们从未见过的太空图像。在短短几个月内,这台强大的机器已经建立了一个令人惊叹的剧目,包括发光的星云画像、古代星系的可能证据甚至是太阳系中的行星的清新视角。但在周三,JWST让事情发生了一些变化。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326647.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1326647.htm

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