韦伯太空望远镜参与研究了猎户座星云中的一个原行星盘

韦伯太空望远镜参与研究了猎户座星云中的一个原行星盘太阳系等行星系统是如何形成的？为了弄清这个问题，法国国家科学研究中心（CNRS）的科学家们参加了一个国际研究小组[1]，利用詹姆斯-韦伯太空望远镜[2]研究了一个恒星育儿室--猎户座星云，通过观测一个名为d203-506的原行星盘，他们发现了大质量恒星在这种新生行星系统的形成过程中所起的关键作用[3]。猎户座星云的哈勃图像，以及詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）拍摄的原行星盘d203-506的放大图像。图片来源：NASA/STSCI/RiceUniv./C.O'Delletal/O.Berné,I.Schrotter,PDRs4All这些恒星的质量大约是太阳的10倍，更重要的是，它们的光亮度是太阳的10万倍，在这些系统附近形成的任何行星都会受到非常强烈的紫外线辐射。根据行星系中心恒星的质量，这种辐射既可以帮助行星的形成，也可以通过分散行星的物质来阻止它们的形成。在猎户座星云中，科学家们发现，由于大质量恒星的强烈辐照，类似木星的行星将无法在行星系d203-506中形成。这篇论文登上了2024年3月1日《科学》杂志的头版头条，以前所未有的精确度展示了大质量恒星在行星系统形成过程中所起的决定性作用，并为此类系统如何形成开辟了新的视角。说明：参与这项研究的主要法国实验室有天体物理与行星学研究所（法国国家空间研究中心/法国国家科学研究中心/图卢兹保罗萨巴蒂埃大学）、天体物理空间研究所（法国国家科学研究中心/巴黎萨克雷大学）、天体物理学和大气物理学光线和材料研究实验室（法国国家科学研究中心/巴黎瑟吉大学/巴黎-PSL观测站/索邦大学），以及奥赛分子科学研究所（法国国家科学研究中心/巴黎萨克雷大学）。该研究是国际"PDRs4All"项目的一部分。詹姆斯-韦伯红外太空望远镜可以穿透尘埃云，从而以无与伦比的清晰度揭示遥远的天体，如距离地球1400光年的猎户座星云。历史不到一百万年的系统。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423936.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423936.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

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：PDRs4AllERS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。OlivierBerné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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423254.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423254.htm

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（TheCentaur）南部活动星系NGC3783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（NamanBajaj）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TCha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），1au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TCha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（AndrewSellek）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TCha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（IlariaPascucci）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，TCha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（ChengyanXie）说，这种不匹配可以用TCha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TCha的圆盘正处于演化的末期。"我们也许能在有生之年见证TCha内盘所有尘埃质量的消散。"编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425634.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425634.htm

韦伯太空望远镜揭示了太阳系中最丰富和最接近的星体“托儿所”

韦伯太空望远镜揭示了太阳系中最丰富和最接近的星体“托儿所”包括密歇根大学（U-M）研究人员在内的国际天文学家团队刚刚披露了詹姆斯-韦伯太空望远镜的首批猎户座星云图像，这是太阳系中最丰富和最接近的恒星孕育地。猎户座星云位于猎户座，距离地球大约1350光年，是一个富含物质的区域，许多恒星在这里形成。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320409.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1320409.htm

韦伯望远镜在周边的行星系统中发现了水

韦伯望远镜在周边的行星系统中发现了水天文学家检测到附近一颗恒星附近有水蒸气旋转，这表明围绕它形成的行星有一天可能能够支持生命。这个年轻的行星系统被称为PDS70，距离我们370光年。其中心的恒星大约有540万年的历史，温度比我们的太阳还要低。围绕它旋转的是两颗已知的气态巨行星，研究人员最近确定其中一颗PDS70b可能与正在形成的第三颗“兄弟”行星共享其轨道。两种不同的气体和尘埃盘（形成恒星和行星所需的成分）围绕着恒星。内盘和外盘之间的间隙长达50亿英里（80亿公里）。气态巨行星位于间隙中，它们围绕恒星运行。韦伯望远镜的中红外仪器检测到距离恒星不到1亿英里（1.6亿公里）的内盘中水蒸气的特征。天文学家认为，如果PDS70与我们的太阳系类似，那么内盘可能会形成与太阳系类似的小型岩石行星。在我们的系统中，地球的轨道距太阳9300万英里（1.5亿公里）。上周在《自然》杂志上发表了一项。——