尘埃的生命与时代 韦伯望远镜一瞥早期宇宙

尘埃的生命与时代韦伯望远镜一瞥早期宇宙詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）对不规则、低金属度星系NGC6822的观测，为了解恒星演化和星际尘埃生命周期等早期宇宙过程提供了宝贵的信息。NGC6822最初是由E.E.Barnard于1884年发现的，后来由EdwinHubble进行了研究，并确定它是位于银河系外的第一个天体。如今，詹姆斯-韦伯太空望远镜对这个星系的研究仍在继续。图片来源：欧空局NGC6822位于大约150万光年之外，是距离银河系最近的非卫星星系。它的金属性非常低，这意味着除了氢和氦之外，它的其他元素比例极低。金属性是天文学中的一个基本概念，因为恒星在其生命周期中主要产生氢和氦以外的元素。在早期宇宙中，在第一代恒星诞生、生存和死亡之前，一切都具有低金属性。因此，像NGC6822这样金属度较低的现代天体对于了解恒星演化和星际尘埃生命周期等过程在早期宇宙中可能是如何发生的非常有价值。这些因素促使我们利用韦伯望远镜对NGC6822进行观测，以便更好地理解恒星的形成和低金属度环境中尘埃的演化过程。对NGC6822的研究有着有趣的历史，早在使用韦伯望远镜进行现代研究之前就已经开始了。它最早是由E.E.Barnard发现的，他在1884年发表在《恒星信使》（TheSiderealMessenger）上的一篇非常简短的论文中介绍了他的发现。与当时许多用望远镜观测到的弥漫天体一样，NGC6822被误认为是"极其暗淡的星云"。在随后的岁月里，由于没有正确地考虑到同一个天体在不同望远镜的观测下可能出现的不同现象，人们对NGC6822的视尺寸、亮度甚至天体类型都产生了一些误解。哈勃太空望远镜的命名者埃德温-哈勃对NGC6822进行了深入研究，并于1925年发表了一篇更为详细的论文。哈勃的工作极大地促进了人类对宇宙认识的发展。用他自己的话说，"N.G.C.6822是第一个被确定归属于银河系以外区域的天体"。他的发现在当时天文学家关于宇宙范围的争论中起到了至关重要的作用，证明了银河系以外天体的存在。随后，苏珊-凯瑟（SusanKayser）继续对该星系进行研究，她是第一位获得加州理工学院天文学博士学位的女性。直到2000年代，她在1966年发表的论文一直是对这个星系最全面的研究。如今，詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）正在继续对这个重要的本地星系进行研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375299.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375299.htm

NASA韦伯太空望远镜揭示了银河系进化和黑洞的情况

NASA韦伯太空望远镜揭示了银河系进化和黑洞的情况NASA的詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)在一张巨大的新图像中揭示了被称为“斯蒂芬五重奏”的星系群的前所未有的细节。这个星系群的距离很近，给了科学家们一个观察星系合并和相互作用的旁观席位。天文学家们很少能如此详细地看到相互作用的星系是如何在彼此之间引发恒星形成的及这些星系中的气体是如何被扰动的。“斯蒂芬五重奏”是研究这些对所有星系都至关重要的过程的一个奇妙“实验室”。在一个前所未有的细节方面，该图像还显示了由该星系群中的一个超大质量黑洞驱动的外流。像这样紧密的星系群在早期宇宙中可能更常见，当时过热的下坠物质可能为非常有能量的黑洞提供了燃料。NASA的韦伯揭示了银河系的演变和黑洞的情况因在经典圣诞电影《生活多美好》中的突出表现而闻名的斯蒂芬五重奏是一个由五个星系组成的惊人视觉组合。现在，NASA的JWST以一种全新的方式揭示了斯蒂芬五重奏。这个巨大的马赛克是韦伯迄今为止最大的图像，其覆盖了约1/5的月球直径。它由近1000个独立的图像文件构成，包含超过1.5亿个像素。来自韦伯的信息为了解星系的相互作用如何在早期宇宙中推动星系演化提供了新的见解。由于其强大的红外视觉和极高的空间分辨率，韦伯显示了这个星系群中从未见过的细节。由数百万颗年轻恒星组成的闪闪发光的星团和新诞生恒星的星爆区在图像中熠熠生辉。由于引力的相互作用，气体、尘埃和恒星的扫尾正从几个星系中被拉出。最引人注目的是，韦伯太空望远镜捕捉到了巨大的冲击波，因为其中一个星系--NGC7318B击穿了这个星系团。斯蒂芬五重奏的五个星系加在一起，也被称为希克森紧凑型第92组(HCG92)。虽然被称为“五重奏”，但其中只有四个星系实际是紧紧靠在一起的并被卷入了宇宙的舞蹈中。第五个也就是最左边的星系被称为NGC7320，跟其他四个星系相比，它的位置很靠前。事实上，NGC7320距离地球只有4000万光年，而其他四个星系（NGC7317、NGC7318A、NGC7318B和NGC7319）约在2.9亿光年之外。跟数十亿光年外的更遥远的星系相比，这在宇宙中仍是相当接近的。研究像这些相对较近的星系有助于天文学家更好地理解在更遥远的宇宙中看到的结构。这种接近性为科学家们提供了一个见证星系合并和相互作用的旁观席位，这对所有的星系演化都是至关重要的。天文学家很少能如此详细地见证相互作用的星系是如何在彼此之间引发恒星形成以及这些星系中的气体是如何被扰动的。斯蒂芬五重奏是研究这些对所有星系都至关重要的过程的优秀“实验室”。像这样紧密的星系群在早期宇宙中可能更常见，当时它们的过热、下坠物质可能为称为类星体的高能黑洞提供了燃料。即使在今天，这个星系群中最顶端的星系--NGC7319--也藏有一个活跃的星系核，一个质量约为太阳2400万倍的超大质量黑洞。它正在积极地吸纳物质并放出相当于400亿个太阳的光能。韦伯用近红外光谱仪(NIRSpec)和中红外仪器(MIRI)对活动星系核进行了非常详细的...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307113.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307113.htm

用韦伯空间望远镜观察夜空下的银河系（不太）遥远的地方

用韦伯空间望远镜观察夜空下的银河系（不太）遥远的地方美国宇航局采访了罗格斯大学的克里斯汀-麦奎恩，他是韦伯早期释放科学（ERS）计划1334的首席科学家之一，专注于解决恒星群问题。这些是大群的恒星--包括矮星系Wolf-Lundmark-Melotte（WLM）内的恒星--距离足够近，韦伯可以区分单个恒星，但距离足够远，韦伯可以同时捕获大量的恒星。WLM是我们银河系附近的一个矮小的星系。它离银河系相当近（离地球只有大约300万光年），但它也是相对孤立的。我们认为WLM没有与其他系统相互作用，这使得它非常有利于测试我们的星系形成和进化理论。许多其他附近的星系都与银河系交织纠缠在一起，这使得它们难以研究。关于WLM的另一个有趣而重要的事情是，它的气体与早期宇宙中构成星系的气体相似。从化学角度讲，它是相当不富集的。(也就是说，它缺少比氢气和氦气更重的元素）。这是因为银河系已经通过我们称之为银河系风的东西失去了许多这些元素。尽管WLM最近一直在形成恒星--实际上是在整个宇宙时间内--而且这些恒星一直在合成新的元素，但当大质量的恒星爆炸时，一些物质被排出了银河系。超新星的威力和能量足以将物质从像WLM这样的小的、低质量的星系中挤出。这使得WLM超级有趣，因为可以用它来研究小星系中的恒星是如何形成和演化的，就像古代宇宙中的那些星系一样。矮星系Wolf-Lundmark-Melotte（WLM）的一部分，由斯皮策太空望远镜的红外阵列相机（左）和韦伯太空望远镜的近红外相机（右）拍摄。这些图像展示了韦伯分辨银河系外暗淡恒星的非凡能力。斯皮策的图像用青色显示3.6微米的光，用橙色显示4.5微米的光。(IRAC1和IRAC2)。韦伯图像包括蓝色显示的0.9微米的光，青色的1.5微米，黄色的2.5微米和红色的4.3微米（滤镜F090W、F150W、F250M和F430M）。我们可以看到无数不同颜色、大小、温度、年龄和演化阶段的单个恒星；星系内有趣的星云气体云；带有韦伯衍射尖峰的前景恒星；以及带有潮汐尾巴等整齐特征的背景星系。这个景象比我们的眼睛所能看到的要深得多、好得多。即使你从这个星系中间的一个星球上往外看，即使你能看到红外光，也需要仿生眼才能看到韦伯太空望远镜看到的东西。美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜是哈勃太空望远镜的继任者，是有史以来被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，韦伯将研究宇宙中一些最遥远的物体。资料来源：美国国家航空航天局天文学家试图通过研究WLM来发现什么？主要的科学重点是重建这个星系的恒星形成历史。低质量的恒星可以生存数十亿年，这意味着我们今天在WLM中看到的一些恒星是在宇宙早期形成的。通过确定这些低质量恒星的属性（比如它们的年龄），我们可以深入了解在非常遥远的过去发生了什么。这与我们通过观察高红移系统来了解星系的早期形成是非常互补的，在那里我们可以看到星系最初形成时的情况。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348959.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348959.htm

韦伯太空望远镜发现了宇宙中最早的星系

韦伯太空望远镜发现了宇宙中最早的星系早先来自韦伯的数据提供了这种婴儿星系的候选者。现在，这些目标已经通过获得光谱观测得到了确认，揭示了来自这些令人难以置信的微弱星系的光的指纹中的特征和独特的模式。"证明这些星系确实是居住在早期宇宙中这是至关重要的。"来自英国赫特福德大学的天文学家和共同作者艾玛-柯蒂斯-莱克说："较近的星系很有可能伪装成非常遥远的星系。看到光谱后发现，正如我们所希望的那样，确认这些星系处于我们视野的真正边缘，有些星系比哈勃能看到的还要远！。这是该任务的一个巨大的令人兴奋的成就"。这些观测结果是科学家们合作的结果，他们领导开发了韦伯号上的两个仪器，即近红外相机（NIRCam）和近红外光谱仪（NIRSpec）。对最微弱和最早期的星系的调查是这些仪器概念背后的主要动机。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，在两年内分配给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。"这些结果是NIRCam和NIRSpec团队共同执行这项观测计划的结果，"共同作者、图森亚利桑那大学的NIRCam首席调查员MarciaRieke说。JADES的第一轮观测集中在哈勃太空望远镜的超深场内和周围地区（见下图）。20多年来，这一小片天空一直是几乎所有大型望远镜的目标，建立了一个横跨整个电磁波谱的异常敏感的数据集。现在，韦伯正在增加其独特的视角，提供迄今为止获得的最微弱和最清晰的图像。JADES计划从NIRCam开始，利用超过10天的任务时间，以九种不同的红外颜色观察该区域，并产生了精美的天空图像。该区域比哈勃太空望远镜制作的最深的红外图像大15倍，但在这些波长下却更加深邃和清晰。当从一英里外观看时，该图像仅有人类的大小。然而，它充斥着近10万个星系，每个星系都被捕捉到了它们历史上的某个时刻，距今已有数十亿年。"我们第一次发现了大爆炸后仅3.5亿年的星系，而且我们可以对它们奇妙的距离有绝对的信心，"来自加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的共同作者、NIRCam科学小组成员布兰特-罗伯逊（BrantRobertson）分享道。"在如此令人惊叹的美丽图像中发现这些早期星系是一种特殊的体验。"从这些图像中，早期宇宙中的星系可以通过其多波长的颜色这一特征来区分。随着宇宙的扩张，光的波长被拉长，而来自这些最年轻的星系的光被拉长了14倍之多。天文学家们寻找那些在红外线中可见的微弱星系，但它们的光在一个关键波长处突然中断。每个星系光谱中的截止点的位置会因宇宙的膨胀而发生偏移。JADES团队搜索了韦伯的图像，寻找这些独特的候选者。然后，他们使用NIRSpec仪器，在一个跨越三天的单一观测期，总共收集了28个小时的数据。该小组收集了来自250个微弱星系的光线，使天文学家能够研究每个星系中的原子在光谱上印出的图案。这产生了对每个星系红移的精确测量，并揭示了这些星系中气体和恒星的特性。"来自意大利ScuolaNormaleSuperiore的天文学家和共同作者StefanoCarniani说："这些是迄今为止最微弱的红外光谱。"它们揭示了我们希望看到的东西：对星系间氢的散射所导致的光的截止波长的精确测量。"所研究的四个星系特别特别，因为它们被发现处于一个前所未有的早期时代。研究结果提供了光谱学确认，这四个星系位于红移10以上，包括两个位于红移13。这相当于宇宙大约有3.3亿年历史的时候，为寻找遥远的星系设定了一个新的前沿阵地。这些星系由于离我们很远，所以非常暗淡。天文学家们现在可以探索它们的特性，这要归功于韦伯的精湛灵敏度。来自英国剑桥大学的天文学家和共同作者SandroTacchella解释说："如果不了解星系发展的初始阶段，就很难了解它们。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为我们带来的变革性机会，很高兴能够在揭示这个谜团中发挥作用。"JADES将在2023年继续对另一领域进行详细研究，这个领域以标志性的哈勃深场为中心（见上图），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，研究设施的管理方已经批准了数百小时的额外时间。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334959.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334959.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜回顾早期宇宙 看到了像我们银河系一样的星系

詹姆斯·韦伯太空望远镜回顾早期宇宙看到了像我们银河系一样的星系这个模拟显示了恒星条如何形成（左）和恒星条驱动的气体流入（右）。恒星条在星系演化中发挥着重要作用，它将气体输送到星系的中心区域，在那里迅速转化为新的恒星，其速度通常是星系其他区域的10到100倍。条带也通过引导部分气体间接地帮助星系中心的超大质量黑洞成长。资料来源：FrancoiseCombes，巴黎天文台在詹姆斯·韦伯太空望远镜升空之前，哈勃太空望远镜的图像从未在如此年轻的时代检测到条形星系。在哈勃图像中，一个名为EGS-23205的星系只不过是一个圆盘状的污点，但在去年夏天拍摄的相应的JWST图像中，它是一个美丽的螺旋星系，有一个清晰的恒星条。德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学教授ShardhaJogee说："在哈勃数据中几乎看不到的条状物在JWST图像中突然出现，显示了JWST的巨大力量，可以看到星系的基本结构。"她描述了来自宇宙演化早期释放科学调查（CEERS）的数据，由UTAustin教授StevenFinkelstein领导。JWST以高分辨率和比哈勃更长的红外波长绘制星系图的能力使它能够透过尘埃，揭示出遥远星系的基本结构和质量。这可以从EGS23205星系的这两张图片中看出，它在大约110亿年前的样子。在HST的图像中（左图，用近红外滤镜拍摄），该星系只不过是一个被灰尘遮挡的盘状污点，并受到年轻恒星的强光影响，但在相应的JWST中红外图像中（在去年夏天拍摄），它是一个美丽的螺旋星系，有着清晰的恒星条。资料来源：NASA/CEERS/德克萨斯大学奥斯汀分校该研究小组发现了另一个有条带的星系，EGS-24268，也来自大约110亿年前，这使得两个有条带的星系的存在时间比以前发现的任何星系都要远。在一篇被接受发表在《天体物理学杂志通讯》上的文章中，他们强调了这两个星系，并展示了80多亿年前的其他四个条带星系的例子。领导分析的研究生Yuchen"Kay"Guo说："对于这项研究，我们正在研究一个新的体系，以前没有人使用这种数据或做这种定量分析，所以一切都很新。这就像进入了一个从未有人进入过的森林。""条带解决了星系的供应问题，"Jogee说。"就像我们需要把原材料从港口运到制造新产品的内陆工厂一样，条状物有力地把气体输送到中心区域，在那里气体被迅速转化为新的恒星，其速度通常比星系其他地方快10到100倍。"在这样的早期时代发现条带，从几个方面动摇了星系的演化方案。Jogee说："这次发现的早期条带意味着星系演化模型现在有了一条新的途径，通过条带来加速早期新星的产生。"而这些早期星条的存在对理论模型提出了挑战，因为它们需要得到正确的星系物理学，以预测正确的星条丰度。该小组将在他们的下一篇论文中测试不同的模型。JWST图像的蒙太奇，显示了六个条形星系的例子，其中两个代表了迄今为止定量识别和定性的最高回视时间。每张图左上方的标签显示了每个星系的回望时间，从84亿年前到110亿年前（Gyr）不等，当时宇宙的年龄只有现在的40%到20%。资料来源：NASA/CEERS/德州大学奥斯汀分校JWST能够比哈勃更好地揭开遥远星系的结构，原因有二。首先，它更大的镜子赋予它更多的集光能力，使它能够看得更远，分辨率更高。其次，它可以更好地看穿尘埃，因为它观察的红外波长比哈勃更长。本科生EdenWise和ZileiChen在研究中发挥了关键作用，他们目测了数百个星系，寻找那些看起来有条带的星系，这有助于将名单缩小到几十个，供其他研究人员用更深入的数学方法进行分析。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338231.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338231.htm

韦伯望远镜拍到银河系中心高清图 展现绚丽的太空画面

韦伯望远镜拍到银河系中心高清图展现绚丽的太空画面中央区域有一团“原恒星”，也就是正在形成的恒星，产生像篝火一样在红外线黑暗云中发光的流出。在这个年轻星团的中心是一颗以前已知的大质量原恒星，其质量是太阳的30倍以上。韦伯的NIRCam(近红外相机)仪器也捕捉到了围绕在暗云较低一侧的电离氢的大规模发射，在图像中显示为青色。银河系是太阳系所在的棒旋星系（漩涡星系的一种），呈椭圆盘形，具有巨大的盘面结构，最新研究表明银河系拥有四条清晰明确且相当对称的旋臂，旋臂相距4500光年，总恒星数量约在1000亿到4000亿之间。银河系的总质量大约是太阳质量的1.5万亿倍，银河系的年龄大概在100亿岁左右。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398627.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398627.htm