韦伯望远镜发现年轻恒星ISO-ChaI 147周围的神秘碳宝库

韦伯望远镜发现年轻恒星ISO-ChaI147周围的神秘碳宝库这是一颗年轻恒星被气体和尘埃盘包围的艺术印象图。一个国际天文学家小组利用美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜研究了一颗被称为ISO-ChaI147的年轻、质量极低的恒星周围的星盘。研究结果揭示了迄今为止在原行星盘中看到的最丰富的碳氢化合物化学成分。资料来源：NASA/JPL-Caltech一个国际天文学家小组利用美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）研究了一颗年轻的低质量恒星周围的气体和尘埃盘。研究结果揭示了迄今为止在这样一个盘中观测到的最大量的含碳分子。这些发现对这颗恒星周围可能形成的任何行星的潜在成分都有影响。对行星形成的影响岩质行星比气态巨行星更有可能在低质量恒星周围形成，因此它们是银河系中最常见恒星周围最常见的行星。人们对这类行星的化学性质知之甚少，它们可能与地球相似，也可能与地球大相径庭。天文学家希望通过研究形成这类行星的星盘，更好地了解行星的形成过程和由此产生的行星的成分。低质量恒星周围的行星形成盘很难研究，因为它们比高质恒星周围的盘更小更暗。一项名为"MIRI（中红外仪器）中红外盘巡天"（MINDS）的计划旨在利用韦伯望远镜的独特功能，在盘的化学物质清单和系外行星的特性之间架起一座桥梁。第一作者、荷兰格罗宁根大学的AdityaArabhavi解释说："与以前的红外空间望远镜相比，韦伯望远镜具有更好的灵敏度和光谱分辨率。这些观测在地球上是不可能实现的，因为来自圆盘的辐射被我们的大气层阻挡了。"美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜的中红外成像仪（MIRI）所揭示的ISO-ChaI147恒星的光谱显示了迄今为止在原行星盘中所看到的最丰富的碳氢化合物化学成分，其中包括13种含碳分子。其中包括首次在太阳系外探测到的乙烷（C2H6）。研究小组还首次在原行星盘中成功探测到乙烯（C2H4）、丙炔（C3H4）和甲基自由基CH3。资料来源：NASA、ESA、CSA、R.Crawford（STScI）系外行星化学的突破性发现在一项新的研究中，该研究小组探索了一颗被称为ISO-ChaI147的超低质量恒星周围的区域，这是一颗具有100万到200万年历史的恒星，其重量仅为太阳的0.11倍。韦伯的近红外成像仪揭示的光谱显示了迄今为止在原行星盘中看到的最丰富的碳氢化合物化学成分--共有13种不同的含碳分子。研究小组的发现包括首次在太阳系外探测到乙烷（C2H6），以及乙烯（C2H4）、丙炔（C3H4）和甲基自由基CH3。Arabhavi补充说："这些分子已经在太阳系中被探测到，比如在67P/Churyumov-Gerasimenko和C/2014Q2（Lovejoy）等彗星中。韦伯望远镜让我们了解到，这些碳氢化合物分子不仅种类繁多，而且数量巨大。我们现在可以看到这些分子在行星摇篮中的舞动，这真是令人惊叹。这与我们通常想象的行星形成环境截然不同。"研究小组指出，这些结果对内盘的化学性质以及可能在那里形成的行星具有重大影响。由于韦伯望远镜揭示的内盘气体富含碳元素，因此行星可能形成的固体物质中的碳元素所剩无几。因此，可能在那里形成的行星最终可能是贫碳的。(地球本身就被认为是贫碳的）。同样来自格罗宁根大学的团队成员英格-坎普（IngaKamp）补充说："这与我们在太阳型恒星周围的星盘中看到的成分大相径庭，在太阳型恒星周围的星盘中，水和二氧化碳等含氧分子占主导地位。"这个天体证明，这是一类独特的天体。"团队成员、法国国家科学研究中心的AgnésPerrin补充说："我们能在600多光年外的天体中探测到我们在地球上熟知的分子（如苯）的数量并对其进行量化，这真是不可思议。"未来研究方向下一步，科学团队打算将他们的研究扩展到更大样本的极低质量恒星周围的此类星盘，以加深他们对此类富碳陆地行星形成区域的常见性或奇特性的理解。研究小组成员、MINDS计划首席研究员、德国马克斯-普朗克天文研究所的托马斯-亨宁解释说："扩大研究范围还能让我们更好地了解这些分子是如何形成的。韦伯数据中的一些特征也仍未确定，因此需要更多的光谱分析来全面解释我们的观测结果"。这项工作还凸显了科学家跨学科合作的重要必要性。研究小组指出，这些结果和附带数据有助于其他领域（包括理论物理、化学和天体化学）解释光谱，并研究这一波长范围内的新特征。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434078.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434078.htm

土卫六神秘的"魔法岛" - 土星最大卫星上的蜂窝状碳氢化合物冰山

土卫六神秘的"魔法岛"-土星最大卫星上的蜂窝状碳氢化合物冰山艺术家描绘的土卫六地貌包括朦胧的大气层、黑暗的沙丘以及与地球相似的镜面般光滑的湖泊和海洋。在这些液态碳氢化合物体上，新的研究表明，"魔幻岛屿"的出现可能是由漂浮的有机固体造成的。图片来源：NASA/JPL这项研究发表在《地球物理研究快报》（GeophysicalResearchLetters）上，该杂志是美国地球物理学会（AGU）的期刊，刊载影响大、篇幅短、对地球和空间科学有直接影响的报告。土卫六独特的大气层和表面土星最大的卫星土卫六笼罩着朦胧的橙色大气层，其厚度比地球厚50%，富含甲烷和其他碳基分子或有机分子。土卫六表面覆盖着有机物组成的深色沙丘以及液态甲烷和乙烷的海洋。更奇特的是，在雷达图像中，这些海洋表面的亮点不断变化，可持续几小时到几周甚至更长时间。雷达穿透土卫六厚厚的烟雾，揭示了月球北极地区的湖泊和大片海洋，这是卡西尼号飞船拍摄的照片。人们看到瞬时亮点--"魔岛"在莱吉亚马雷上出现和消失。图片来源：中间，NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS；左右，NASA/ESA。致谢：T.Cornet,ESA神奇群岛之谜科学家们在2014年的卡西尼-惠更斯号飞行任务中首次发现了这些短暂的"魔幻岛屿"，此后一直试图弄清它们到底是什么。之前的研究表明，它们可能是海浪造成的岛状幻影，也可能是由悬浮固体、漂浮固体或氮气气泡构成的真实岛屿。这项新研究的主要作者、行星科学家于新亭（XintingYu）想知道，仔细研究土卫六大气、液态湖泊和沉积在月球表面的固体物质之间的关系，是否能揭示这些神秘岛屿的成因。"我想研究一下这些神奇的岛屿是否真的是漂浮在海面上的有机物，就像地球上的浮石一样，可以漂浮在水面上，最后沉入海底，"于说。奇异的有机世界土卫六的上层大气稠密地分布着各种有机分子。这些分子会凝结在一起，结成冰，然后掉落到月球表面--包括掉落到光滑得可怕的液态甲烷和乙烷的河流和湖泊中，波浪只有几毫米高。于和她的团队对这些有机团块到达土卫六碳氢化合物湖后的命运很感兴趣。它们会下沉还是上浮？研究浮动理论为了找到答案，研究小组首先研究了土卫六的有机固体是否会简单地溶解在月球的甲烷湖中。由于湖泊中的有机颗粒已经饱和，研究小组确定，下落的固体在到达液体中时不会溶解。"为了让我们看到魔法岛，它们不能只漂浮一秒就沉下去，"于说。"它们必须漂浮一段时间，但也不能永远漂浮。"土卫六的湖泊和海洋主要是甲烷和乙烷，这两种物质的表面张力都很低，因此固体很难漂浮起来。模型表明，大多数冰冻固体密度太大，表面张力太低，无法形成土卫六的神奇岛屿，除非这些固体团块像瑞士奶酪一样多孔。研究人员发现，如果冰团足够大，并且具有适当比例的孔和窄管，液态甲烷就能缓慢渗入，从而使冰团在地表徘徊。神奇群岛的形成建模表明，单个团块可能太小，无法自行漂浮。但是，如果有足够多的团块在海岸附近聚集在一起，较大的团块就会断裂并漂浮起来，这与地球上冰川的形成过程类似。这些有机冰川结合了更大的体积和适当的孔隙度，可以解释魔岛现象。除了神奇的岛屿之外，土卫六的海洋和湖泊上还覆盖着一层薄薄的冰冻固体，这可以解释液态天体异常光滑的原因。因此，这项研究的发现可以解释土卫六的两个谜团。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415567.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415567.htm

韦伯望远镜的近红外成像仪发现了由复杂的有机分子组成的冰化合物

韦伯望远镜的近红外成像仪发现了由复杂的有机分子组成的冰化合物一个国际天文学家小组利用韦伯望远镜的中红外成像仪（MIRI）识别出了多种由乙醇（酒精）等复杂有机分子组成的冰化合物，还可能有醋酸（醋的一种成分）。这项工作建立在之前韦伯望远镜在寒冷、黑暗的分子云中探测到各种冰的基础上。这幅图像是由韦伯的中红外仪器（MIRI）拍摄的，拍摄的区域与被称为IRAS23385的大质量原恒星平行IRAS2A和IRAS23385（在这幅图像中看不到）是一个国际天文学家小组最近的研究目标，该小组利用韦伯望远镜发现，在行星尚未形成的早期原恒星中存在着制造潜在宜居世界的关键因素。借助近红外成像仪前所未有的光谱分辨率和灵敏度，JOYS+（詹姆斯-韦伯对年轻原恒星的观测）计划单独确定了已被证实存在于星际冰层中的有机分子。这包括在固相中有力地探测到乙醛、乙醇、甲酸甲酯，以及可能存在的乙酸。资料来源：ESA/Webb、NASA、CSA、W.Rocha等人（莱顿大学）复杂有机分子（COM）的起源是什么？由于包括本研究在固相中探测到的COM在内的几种COM以前都是在暖气相中探测到的，因此现在认为它们源于冰的升华。所谓升华，就是直接从固态变成气态，而不变成液态。因此，在冰中探测到COMs使天文学家对更好地了解太空中其他更大分子的起源充满希望。科学家们还热衷于探索，在原恒星演化的更晚阶段，这些COM在多大程度上被传送到行星上。与温暖的气态分子相比，冷冰中的COM被认为更容易从分子云转移到行星形成盘中。因此，这些冰COM可以被纳入彗星和小行星，而彗星和小行星又可能与正在形成的行星相撞，从而为生命的繁衍提供了可能。科学小组还检测到了更简单的分子，包括甲酸（会引起蚂蚁蜇伤的灼烧感）、甲烷、甲醛和二氧化硫。研究表明，二氧化硫等含硫化合物在推动原始地球的新陈代谢反应中发挥了重要作用。一个国际科学家小组利用NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜，在两颗原恒星周围发现了大量复杂的含碳（有机）分子。该图显示了两颗原恒星之一IRAS2A的光谱。它包括固相中乙醛、乙醇、甲酸甲酯以及可能的乙酸的指纹。韦伯在那里探测到的这些分子和其他分子代表了制造潜在宜居世界的关键成分。资料来源：NASA、ESA、CSA、L.Hustak（STScI）类似于我们太阳系的早期阶段？尤其令人感兴趣的是，所研究的其中一个星源--IRAS2A--被描述为一颗低质量的原恒星。因此，IRAS2A可能类似于我们太阳系的早期阶段。因此，在这颗原恒星周围发现的化学物质很可能存在于太阳系发展的最初阶段，后来被输送到原始地球。科学计划协调人之一、莱顿大学的EwinevanDishoeck说："所有这些分子都可能成为彗星和小行星的一部分，并在原恒星系统演化过程中，当冰物质向行星形成盘内输送时，最终形成新的行星系统。我们期待着在未来几年里利用更多的韦伯数据逐步追踪这条天体化学线索。"这些观测是为JOYS+（詹姆斯-韦伯观测年轻原恒星）计划进行的。团队将这些成果献给团队成员哈罗德-林纳茨（HaroldLinnartz），他在本文被接受后不久于2023年12月意外去世。这项研究成果于3月13日发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）杂志上。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424201.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424201.htm

NASA韦伯望远镜在尚未形成行星的早期原恒星中发现了多种分子与化合物

NASA韦伯望远镜在尚未形成行星的早期原恒星中发现了多种分子与化合物原恒星固相中存在复杂有机分子（COMs）是几十年前通过实验室实验首次预测到的，其他空间望远镜也对这些分子进行了初步探测。其中包括韦伯早期释放科学冰河时代计划，该计划在迄今为止测量到的分子云中最黑暗、最寒冷的区域发现了多种多样的冰。韦伯望远镜的新发现现在，作为"JOYS+"（詹姆斯-韦伯观测年轻原恒星）计划的一部分，利用韦伯中红外成像仪（MIRI）前所未有的光谱分辨率和灵敏度，这些COM被逐一识别出来，并证实它们存在于星际冰层中。这包括在固相中检测到乙醛、乙醇（我们所说的酒精）、甲酸甲酯以及可能的乙酸（醋中的酸）。这张照片是由韦伯的中红外成像仪（MIRI）拍摄的，拍摄的是与被称为IRAS23385的大质量原恒星平行的区域。图片来源：ESA/韦伯、NASA、CSA、W.Rocha等人（莱顿大学）"这一发现有助于解决天体化学中一个长期存在的问题，"团队负责人、荷兰莱顿大学的威尔-罗查（WillRocha）说。"COMs在太空中的起源是什么？它们是在气相还是在冰中产生的？在冰中探测到COMs表明，冷尘粒表面的固相化学反应可以生成复杂的分子"。固相COM的意义由于包括本研究在固相中探测到的COM在内的几种COM以前都是在暖气相中探测到的，因此现在认为它们源于冰的升华。所谓升华，就是直接从固态变成气态，而不变成液态。因此，在冰中探测到COMs使天文学家对更好地了解太空中其他更大分子的起源充满希望。哈罗德-林纳茨（HaroldLinnartz）多年来一直领导着莱顿的天体物理学实验室，并负责协调本研究中所用数据的测量工作。莱顿大学的EwinevanDishoeck是JOYS+计划的协调人之一，他分享说："哈罗德特别高兴的是，在COM任务中，实验室工作可以发挥重要作用，因为它已经走过了漫长的历程。一个国际科学家小组利用NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜，在两颗原恒星周围发现了大量复杂的含碳（有机）分子。该图显示了两颗原恒星之一IRAS2A的光谱。它包括固相中乙醛、乙醇、甲酸甲酯以及可能的乙酸的指纹。韦伯在那里探测到的这些分子和其他分子代表了制造潜在宜居世界的关键成分。资料来源：NASA、ESA、CSA、L.Hustak（STScI）科学家们还热衷于探索在原恒星演化的更晚阶段，这些COM在多大程度上被传送到行星上。与云层中的气体相比，冰层中的COM被更有效地传送到行星形成盘中。因此，彗星和小行星可以继承这些冰状COM，而这些彗星和小行星又可能与正在形成中的行星相撞。在这种情况下，COM可以被输送到这些行星上，有可能为生命的繁衍提供原料。科学小组还探测到了更简单的分子，包括甲烷、甲酸、二氧化硫和甲醛。特别是二氧化硫，使科学小组能够研究原恒星中的硫预算。此外，二氧化硫还具有前生物的意义，因为现有的研究表明，含硫化合物在推动原始地球的新陈代谢反应中发挥了重要作用。还检测到了负离子；它们是盐类的一部分，而盐类对于在更高温度下进一步发展复杂的化学性质至关重要。这表明冰层可能更加复杂，需要进一步研究。尤其令人感兴趣的是，所研究的其中一个星源IRAS2A被描述为一颗低质量的原恒星。因此，IRAS2A可能与我们太阳系的原始阶段有相似之处。如果是这样的话，在这颗原恒星中发现的化学物种可能就存在于我们太阳系发展的最初阶段，后来被送到了原始地球上。vanDishoeck说："随着原恒星系统的演化，冰物质被向内输送到行星形成盘，所有这些分子都可能成为彗星和小行星的一部分，并最终形成新的行星系统。我们期待着在未来几年里利用更多的韦伯数据一步步追踪这条天体化学线索。"莱顿天文台的PoonehNazari最近的其他工作也让天文学家们对发现冰的更多复杂性抱有希望，此前他从WebbNIRSpec数据中初步探测到了氰化甲酯和氰化乙酯。纳扎里说："令人印象深刻的是，韦伯现在让我们能够进一步探测冰的化学成分，直至氰化物的水平，而氰化物是前生物化学的重要成分。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425396.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425396.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

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