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（JamesWebbSpaceTelescope）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。NeII]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IlariaPascucci（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（UmaGorti）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[NeII]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[NeII]和首次探测到[ArIII]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，TCha的内盘正在以几十年的极短时间尺度演化；他们发现TCha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（ChengyanXie）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TCha星的圆盘正处于演化的末期。我们也许能在有生之年目睹TCha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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422465.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422465.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-韦伯捕捉到了恒星形成最早阶段的壮丽景色

詹姆斯-韦伯捕捉到了恒星形成最早阶段的壮丽景色这些观测的目的是为了更好地了解恒星是如何在很久很久以前的遥远星系中形成的。通过远眺宇宙的过去，天文学家们希望利用詹姆斯-韦伯的各种仪器来提供更多关于恒星形成的早期阶段的细节。通过这样做，他们可以更好地了解古代星系是如何形成的，以及恒星的形成如何帮助推动宇宙的膨胀。得益于其红外线仪器，韦伯能够穿过构成宇宙中各种星系的大部分尘埃和气体。这使天文学家能够更清楚地观察这些星系，提供有关其中的恒星如何形成的关键信息。天文学家发现的光是一个较长的波长，代表了比我们用自己的眼睛所能看到的光更冷的物体。因为韦伯可以看到更深的气体和尘埃，并采集到这些不同波长的光，詹姆斯-韦伯可以观察到更多的宇宙，并了解这些尘埃星系内的恒星形成。天文学家解释说，能够利用红外光是能够追踪更冷和更遥远的宇宙的关键。关于这些发现的一篇新论文已经发表在《天体物理学杂志通讯》上。研究人员专注于我们最接近的19个类似物，利用詹姆斯-韦伯的红外仪器了解更多关于恒星形成的最早期阶段。利用韦伯，他们能够确定这些恒星的年龄和更多关于这些恒星如何演变的信息。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349309.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349309.htm

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-Rayet140。当Wolf-Rayet140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

NASA韦伯太空望远镜探测到岩石行星形成区的水蒸气

NASA韦伯太空望远镜探测到岩石行星形成区的水蒸气美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜的中红外仪器（MIRI）收集到的新数据探测到了该系统内盘的水蒸气，距离恒星不到1亿英里（1.6亿公里）--这正是岩质陆地行星可能形成的区域。(值得注意的是，这是首次在一个已被证实拥有两颗或更多原行星的圆盘的陆地区域检测到水。"我们曾在其他星盘中看到过水，但没有在如此近距离和目前正在形成行星的系统中看到过水。在韦伯望远镜之前，我们无法进行这种测量，"第一作者、德国海德堡马克斯-普朗克天文学研究所（MPIA）的朱莉娅-佩罗蒂（GiuliaPerotti）说。"这一发现极其令人兴奋，因为它探测到了与地球类似的岩质行星通常形成的区域，"该论文的共同作者、马克斯-普朗克天文学研究所所长托马斯-亨宁补充说。亨宁是韦伯中红外探测器（MIRI）的联合首席研究员，该探测器进行了探测，他也是采集数据的MINDS（MIRI中红外盘巡天）计划的首席研究员。利用韦伯中红外光谱仪（MIRI）获得的PDS70的原行星盘光谱显示了许多水蒸气发射线。科学家们确定，水位于该系统的内盘，距离恒星不到1亿英里--该区域可能正在形成岩质的类地行星。资料来源：NASA、ESA、CSA、JosephOlmsted（STScI）PDS70是一颗K型恒星，比太阳温度低，估计年龄为540万年。就具有行星形成盘的恒星而言，这颗恒星的年龄相对较大，因此水蒸气的发现令人吃惊。随着时间的推移，行星形成盘中的气体和尘埃含量会逐渐减少。要么是中心恒星的辐射和风将这些物质吹走，要么是尘埃长成更大的物体，最终形成行星。由于之前的研究未能在类似老化的星盘中心区域探测到水，天文学家怀疑水可能无法在严酷的恒星辐射中存活，从而导致形成岩石行星的环境变得干燥。天文学家尚未在PDS70的内盘中探测到任何正在形成的行星。不过，他们确实看到了以硅酸盐形式存在的建造岩石世界的原材料。水蒸气的探测意味着，如果岩质行星正在那里形成，那么它们从一开始就有水可用。"我们发现了相对较多的小尘粒。结合我们对水蒸气的探测，内盘是一个非常令人兴奋的地方，"合著者、荷兰拉德布德大学的伦斯-沃特斯（RensWaters）说。这些水的起源于哪里？这一发现提出了水从何而来的问题。MINDS小组考虑了两种不同的情况来解释他们的发现。一种可能是，水分子是在氢原子和氧原子结合时在我们探测到的地方形成的。第二种可能是，包裹着冰的尘埃粒子正从低温的外盘被传送到高温的内盘，在那里水冰升华并变成水蒸气。这种运输系统将是令人惊讶的，因为尘埃必须穿过两颗巨行星所形成的巨大空隙。这一发现提出的另一个问题是，在恒星的紫外线照射下，任何水分子都会被击碎，那么水是如何在如此靠近恒星的地方存活下来的呢？最有可能的是，周围的物质如尘埃和其他水分子起到了保护作用。因此，在PDS70内盘探测到的水可以在被破坏后存活下来。最终，研究小组将使用韦伯望远镜的另外两台仪器--NIRCam（近红外照相机）和NIRSpec（近红外摄谱仪）来研究PDS70系统，以求获得更深入的了解。这些观测是第1282号保证时间观测计划的一部分。这一发现已发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372995.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372995.htm

“宇宙霓虹灯”之谜：韦伯望远镜改写了行星形成游戏规则

“宇宙霓虹灯”之谜：韦伯望远镜改写了行星形成游戏规则詹姆斯-韦伯太空望远镜的观测结果与15年前斯皮策太空望远镜的观测结果形成鲜明对比，表明类太阳恒星周围的环境正在发生变化。2008年，NASA的斯皮策太空望远镜发现了一个与众不同的原行星盘。这颗年轻的类太阳恒星SZChamaeleontis（SZCha）周围的尘埃气体盘正在遭受极端紫外线辐射的侵袭--这种情况以前只在计算机模型中出现过，从未在真实宇宙中出现过。与被X射线蒸发的圆盘相比，该系统中的行星有更多的时间形成，而这是正常现象。然而，当詹姆斯-韦伯太空望远镜对SZCha进行跟踪观测时，却没有发现任何异常情况--没有发现大量紫外线辐射。在短短的宇宙时间内，SZCha星盘的状况发生了变化，这让天文学家们不得不从不相称的数据中解开其中的含义及其对其他太阳系形成的影响。在这幅艺术家的构想图中，年轻的恒星SZChamaeleontis（SZCha）被尘埃和气体盘包围，有可能形成一个行星系统。在行星、卫星和小行星形成之前，我们的太阳系曾经是这样的。太阳的原行星盘中存在着包括地球生命在内的原始成分。资料来源：NASA、ESA、CSA、拉尔夫-克劳福德（STScI）韦伯太空望远镜追踪霓虹灯标志，探索行星形成的新思路科学家们正在追随霓虹灯，寻找一个行星系未来和另一个行星系过去的线索--我们自己的太阳系。美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）在年轻的类太阳恒星SZChamaeleontis（SZCha）周围的尘埃盘中发现了氖元素的明显痕迹。斯皮策望远镜和韦伯望远镜在氖元素读数上的差异表明，到达星盘的高能辐射发生了前所未有的变化，最终导致星盘蒸发，从而限制了行星形成的时间。"我们是怎么来到这里的？"马萨诸塞州波士顿大学的天文学家凯瑟琳-埃斯帕亚特（CatherineEspaillat）说："这确实又回到了那个大问题上，SZCha是同一种类型的年轻恒星，T-Tauri星，就像45亿年前太阳系诞生时的太阳一样。地球以及最终生命的原材料，都存在于太阳形成后环绕太阳的物质盘中，因此研究这些其他年轻的系统，就好比我们回到过去，看看我们自己的故事是如何开始的。"来自美国宇航局詹姆斯-韦伯（JamesWebb）和斯皮策（Spitzer）太空望远镜的对比数据显示，围绕恒星SZChamaeleontis（SZCha）的盘在短短15年内发生了变化。2008年，斯皮策发现了大量的氖III，这使得SZCha成为类似年轻原行星盘中的一个异类。然而，当韦伯在2023年对SZCha进行跟踪观测时，氖离子II与氖离子III的比例还在典型水平之内。资料来源：NASA、ESA、CSA、拉尔夫-克劳福德（STScI）作为辐射指标的氖和SZCha的令人费解的行为科学家们用氖作为一种指标，来指示有多少辐射以及哪种类型的辐射正在撞击和侵蚀恒星周围的星盘。当斯皮策在2008年观测SZCha星时，它发现了一个异类，氖的读数与其他任何年轻的T-Tauri星盘都不同。不同之处在于探测到了氖III，而在受到高能X射线冲击的原行星盘中，氖III通常很少出现。这意味着SZCha盘中的高能辐射来自紫外线（UV），而不是X射线。除了是50-60个年轻恒星盘样本中唯一的奇特结果之外，紫外线与X射线的差异对于恒星盘及其潜在行星的寿命也具有重要意义。研究小组的另一位天文学家、波士顿大学的ThanawuthThanathibodee解释说："行星基本上是在与时间赛跑，争取在星盘蒸发之前在星盘中形成。在发展中系统的计算机模型中，与主要由X射线引起的蒸发相比，极端紫外线辐射使行星形成的时间多出100万年。"因此，当埃斯帕拉特的团队再次用韦伯望远镜对SZCha进行研究时，它已经是一个相当大的谜团了，却发现了一个新的惊喜：不寻常的氖III特征几乎消失了，这表明X射线辐射占据了主导地位。研究小组认为，SZCha系统中霓虹灯特征的差异是可变风造成的。研究小组说，风在一个新形成的高能恒星系统中很常见，但有可能在一个安静、无风的时期捕捉到这个系统，而斯皮策恰好做到了这一点。荷兰莱顿莱顿大学的阿德扬-斯特姆（ArdjanSturm）补充说："斯皮策和韦伯的数据都非常出色，因此我们知道这一定是我们在SZCha系统中观测到的新东西--在短短15年中，条件发生了重大变化。"持续研究与宇宙的复杂性埃斯帕亚特的团队已经在计划利用韦伯望远镜和其他望远镜对SZCha进行更多的观测，以揭开其神秘的面纱。合作作者、波士顿大学的凯利-皮特曼（CaeleyPittman）说："用多种波长的光，如X射线和可见光，来研究SZCha和其他年轻的系统，对发现我们发现的这种变异性的真正本质非常重要。在许多年轻的行星系统中，以极端紫外线辐射为主的短暂安静期可能很常见，只是我们未能捕捉到它们。""宇宙再一次向我们展示，它的任何方法都不像我们想的那么简单。我们需要重新思考，重新观察，收集更多的信息。"这项研究发表于11月15日的《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysicalJournalLetters）。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398401.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398401.htm