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/Rice Univ./C.O'Dell et al / 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： 手机版：

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量 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：PDRs4All ERS 小组；图形处理 S. Fuenmayor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形成不到一百万年的行星系统过程中所起的关键作用。这项研究由图卢兹国家科学研究中心（CNRS）的奥利维尔-贝内（Olivier Berné）博士领导，以《在原行星盘中观测到的远紫外光驱动的光蒸发流》为题发表在《科学》杂志上。这些恒星的质量大约是太阳的十倍，更重要的是，它们的光亮度是太阳的十万倍，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。该团队由来自仪器、数据缩减和建模等领域的众多专家组成。JWST 的数据与阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）收集的数据相结合，以确定气体中的物理条件。计算得出的星盘质量损失速度意味着，整个星盘的蒸发速度将快于一颗巨行星的形成速度。科隆大学天体物理研究所的 Yoko Okada 博士说："团队多年来做出了许多贡献，包括制定观测计划和评估数据，这些成果的取得令人欣喜，标志着我们在了解行星系统的形成方面迈出了重要一步。"猎户座星云中的 JWST 数据非常丰富，让科学家们忙于在恒星和行星形成以及星际介质演化领域进行各种详细分析。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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

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 这些观测结果在同类观测中尚属首次在JWST之前，这种详细的观测是不可能实现的。这对于类地行星和宇宙中的生命来说都是一个好消息：可以形成这类行星的环境种类繁多。这些结果现已发表在《天体物理学杂志通讯》（Astrophysical Journal Letters）上。一颗年轻的太阳型恒星周围的气体和尘埃盘中发现了水和含碳分子，这颗恒星位于银河系中最极端的环境之一。这种圆盘是行星围绕新生恒星形成的地方。由马克斯-普朗克天文学研究所（MPIA）的玛丽亚-C-拉米雷斯-坦努斯（María C. Ramírez-Tannus）领导的天文学家小组利用詹姆斯-韦伯太空望远镜窥探了这个圆盘的内部区域。这个被天文学家称为"XUE-1"的圆盘暴露在附近高温大质量恒星的强烈紫外线辐射下。然而，即使在这样恶劣的环境中，观测结果还是检测到了水和简单的有机分子。拉米雷斯-坦努斯说："这一结果出乎意料，令人振奋！它表明，即使在银河系最恶劣的环境中，也存在着形成类地行星的有利条件和生命的要素。大质量恒星形成区的艺术家印象图，前景为行星形成盘 XUE-1。该区域被大质量恒星发出的紫外线所笼罩，左上角可见其中一颗恒星。圆盘附近的结构代表了研究人员在新观测中发现的分子和尘埃。图片来源：© Maria Cristina Fortuna ()大规模恒星形成区的空前细节新的观测结果在同类研究中尚属首次。以前对行星形成盘的详细观测仅限于附近没有大质量恒星的恒星形成区。大质量恒星形成区则完全不同：在那里，无数恒星在大致相同的时间形成，包括一些罕见但威力巨大的超大质量恒星。在宇宙恒星形成的"黄金时代"，即大约 100 亿年前，大部分恒星都是在这种大质量星团中形成的。总体而言，宇宙中一半以上的恒星包括我们的太阳都诞生于大质量恒星形成区，同时还有它们的行星。然而，人们对这种恶劣环境对星盘内部区域的影响却一无所知，而陆地行星有望在这些区域形成。大质量恒星非常明亮，会发出大量高能紫外线辐射。它们的存在会对其附近造成相当大的干扰。这种干扰是否会经常干扰类似太阳的恒星周围像地球这样的行星的形成，这还是一个未决问题这将使类似地球的行星在这种大质量恒星簇中处于边缘地位，并非不可能形成，但非常罕见。有一些似是而非的论点认为情况可能如此。例如，来自大质量恒星的紫外线辐射分散了外盘部分的气体，从而抑制了尘埃粒子的生长和向内漂移，而尘埃粒子正是类地行星（以及木星或土星等巨型行星的核心）的组成部分。这很可能不利于类地行星的形成。迄今为止，观测结果都无助于回答这个问题。在当今宇宙中，大质量恒星形成区非常罕见，即使是最近的恒星形成区也离得很远。直到最近，还没有办法观测到类似太阳恒星周围的小型星盘的任何细节。为数不多的行星形成盘距离很近，可以进行详细观测，但它们都位于安静的环境中，没有来自大质量恒星的强烈紫外线辐射，因此对回答这个问题毫无用处。XUE 合作项目（"极端紫外线环境"的缩写）的徽标显示的是 Muisca 文化中的太阳神 Xué。穆伊斯卡人是生活在拉米雷斯-坦努斯的家乡哥伦比亚中部的原住民。徽标取材于波哥大附近发现的岩石艺术。图片来源：© XUE 合作利用 JWST 探测内盘这种情况随着 JWST 的出现而改变。当这台望远镜可以用于科学观测时，拉米雷斯-坦努斯和 XUE（极紫外环境）合作小组成功申请观测 NGC 6357。这里距离地球 5500 光年，是距离最近的大质量恒星形成区之一。它也是最有希望回答内盘问题的观测目标：NGC 6357包含十多颗高亮度大质量恒星，确保该区域可见的一些行星形成盘在其存在的大部分时间里都暴露在强烈的紫外线辐射下。多样性是一个重要因素：该区域包含各种类型的盘，其中一些受到的辐射较多，另一些则较少。来自斯德哥尔摩大学的阿尔扬-比克（Arjan Bik）说："如果强烈辐射阻碍了原行星盘内部区域行星形成的条件，那么NGC 6357就是我们应该看到这种影响的地方。"天文学家们进行的观测记录了光谱：对光线进行彩虹般的分解，从而估算出观测区域中存在的特定分子。令他们惊讶的是，拉米雷斯-坦努斯和她的同事们发现，就关键分子的存在（和性质）而言，NGC 6357 中至少有一个内盘（即 XUE-1）与低质量恒星形成区中的同类物质并无本质区别。韦伯天文台是未来十年中最重要的天文台，为全世界成千上万的天文学家服务。它研究我们宇宙历史的每一个阶段。资料来源：美国国家航空航天局严酷环境中的硅酸盐、水和其他分子拉米雷斯-坦努斯说："我们在XUE-1的最内层区域发现了大量的水、一氧化碳、二氧化碳、氰化氢和乙炔。这为了解所产生的陆地行星最初大气层的可能组成提供了宝贵的线索"。研究人员还发现了硅酸盐尘埃，其数量与低质量恒星形成区域中的硅酸盐尘埃数量相似。这是在这种极端条件下首次检测到此类分子。对于类地行星和宇宙生命来说，这些观测结果是个好消息：显然，位于一些最恶劣恒星形成环境中的类太阳恒星周围的原行星盘内部区域，与低质量恒星一样能够形成类似地球的岩石行星。它们甚至提供了丰富的水，这是我们所知的生命的必要成分。至于这是否意味着在这种环境中诞生了大量的类地行星，研究人员并不能通过观察单个圆盘来判断。XUE合作小组正在进一步开展观测：JWST将对NGC 6357不同部分的另外14个圆盘进行勘测，这将大大有助于解决这一重要问题。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

韦伯望远镜揭示蛇夫座星云中的壮观恒星喷流

韦伯望远镜揭示蛇夫座星云中的壮观恒星喷流 在美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜上的近红外相机（NIRCam）拍摄的这幅蛇夫座星云图像中，天文学家发现在一个小区域内（左上角）有一组排列整齐的原恒星外流。在韦伯望远镜的图像中，这些喷流呈现出红色的明亮块状条纹，这是喷流撞击周围气体和尘埃产生的冲击波。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan（NASA-JPL）、Joel Green（STScI）在星云的一个区域，韦伯已经将以前看似模糊的球状物解析成了清晰的原恒星外流。更让研究人员惊讶的是，这些外流被看成是排列整齐的，这表明我们在这一区域的历史上捕捉到了一个独特的时刻，并提供了恒星诞生的基本信息。在韦伯太空望远镜的新图像中首次进行了同类检测美国国家航空航天局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）首次捕捉到了天文学家一直希望直接拍摄的现象。在这幅令人惊叹的蛇夫座星云图像中，这一发现位于这个年轻的、附近恒星形成区的北部区域（见左上方）。天文学家发现了一组有趣的原恒星外流，它们是新生恒星喷出的气体射流与附近的气体和尘埃高速碰撞后形成的。通常情况下，这些天体在一个区域内会有不同的方向。然而，在这里，它们朝着同一个方向倾斜，程度相同，就像暴风雨中倾泻而下的雨夹雪。韦伯望远镜精湛的空间分辨率和近红外波长的灵敏度使得发现这些排列整齐的天体成为可能，这为了解恒星是如何诞生的基本原理提供了信息。位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室的首席研究员克劳斯-庞托皮丹（Klaus Pontoppidan）说："天文学家长期以来一直认为，当云层坍缩形成恒星时，恒星会趋向于朝同一方向旋转。然而，这种现象以前从未如此直接地出现过。这些排列整齐、拉长的结构是恒星诞生的基本方式的历史记录"。这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的图片显示了蛇夫座星云的一部分，天文学家在这里发现了一组排列整齐的原恒星外流。这些喷流以红色的明亮块状条纹为标志，这是喷流撞击周围气体和尘埃产生的冲击波。在这里，红色代表分子氢和一氧化碳的存在。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan（NASA-JPL）、Joel Green（STScI）恒星形成的机理那么，恒星喷流的排列与恒星的旋转有什么关系呢？当星际气体云撞向自身形成恒星时，它的旋转速度会更快。气体继续向内移动的唯一方法就是去除部分自旋（称为角动量）。年轻恒星周围会形成一个物质盘，将物质向下输送，就像排水口周围的漩涡一样。内盘中的漩涡磁场将部分物质发射成双子喷流，以垂直于物质盘的相反方向向外喷射。在韦伯望远镜的图像中，这些喷流以红色的明亮块状条纹为标志，这是喷流撞击周围气体和尘埃产生的冲击波。在这里，红色代表分子氢和一氧化碳的存在。这幅图像显示的是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）看到的蛇夫座星云中心。在这幅图像中，整个区域中不同色调的丝状物和缕状物代表了云中仍在形成的原恒星反射的星光。在某些区域，反射光前方有尘埃，在这里呈现出橙色的漫射阴影。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan（NASA-JPL）、Joel Green（STScI）增强型成像技术韦伯望远镜的主要作者、巴尔的摩太空望远镜科学研究所的乔尔-格林（Joel Green）说："蛇夫座星云的这一区域蛇夫座北星云只有在韦伯望远镜上才能清晰地看到。我们现在能够捕捉到这些极其年轻的恒星和它们的外流，其中一些恒星以前只是以圆球的形式出现，或者由于它们周围厚厚的尘埃而在光学波长下完全看不到。"天文学家说，在年轻恒星生命的这一时期，有几种力量可能会改变外流的方向。其中一种方式是双星相互旋转，摆动方向，随着时间的推移扭曲外流的方向。这幅由韦伯近红外相机（NIRCam）拍摄的蛇夫座星云图像显示了罗盘箭头、比例尺和供参考的色键。向北和向东的罗盘箭头显示了图像在天空中的方位。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上往下看），天空中的北方和东方之间的关系（从下往上看）是颠倒的。刻度条标注的单位是光年，也就是光在一个地球年所走过的距离。一光年约等于 5.88 万亿英里或 9.46 万亿公里。这张图片显示的是不可见的近红外光波长，这些波长已被转换成可见光的颜色。色键显示了在收集光线时使用了哪些 NIRCam 滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan（NASA-JPL）、Joel Green（STScI）蛇夫座星云的恒星蛇夫座星云距离地球 1300 光年，只有一两百万年的历史，从宇宙的角度来看非常年轻。它也是一个新形成的恒星（约 10 万年）特别密集的星团的所在地，在这张图片的中心可以看到。其中一些恒星的质量最终将达到我们太阳的质量。格林说："韦伯望远镜是一台年轻恒星天体探测机器。在这个领域中，我们可以捕捉到每一颗年轻恒星的路标，直至质量最低的恒星。我们现在看到的是一幅非常完整的画面。"在这张照片的整个区域中，不同色调的丝状物和缕状物代表了云中仍在形成的原恒星反射的星光。在某些区域，反射光前方有灰尘，在这里呈现出橙色的漫射阴影。2020 年，美国宇航局哈勃太空望远镜的数据显示，一颗恒星的行星形成盘发生了扇动或移动，"蝙蝠阴影"由此得名。在韦伯图像的中心位置可以看到这一特征。未来研究之路新图像和偶然发现的对齐天体实际上只是这项科学计划的第一步。研究小组现在将利用韦伯望远镜的近红外摄谱仪（NIRSpec）来研究云的化学构成。天文学家们对确定挥发性化学物质如何在恒星和行星形成过程中存活下来很感兴趣。挥发性物质是在相对较低的温度下升华或从固态直接转变为气态的化合物，包括水和一氧化碳。然后，他们将把他们的发现与在类似类型恒星的原行星盘中发现的数量进行比较。"从最基本的形式来看，我们都是由来自这些挥发物的物质构成的。地球上的大部分水起源于数十亿年前太阳还是一颗幼年原恒星的时候，"庞托皮丹说。"观察原恒星在形成原行星盘之前这些关键化合物的丰度，有助于我们了解太阳系形成时的独特环境。"这些观测是第 1611 号一般观测者计划的一部分。研究小组的初步结果已被接受在《天体物理学报》上发表。詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是一个大型天基观测站，将于 2021 年 12 月发射。它是哈勃太空望远镜的科学继承者。JWST 配备了一个 6.5 米长的主镜，专门观测红外光谱中的宇宙，使其能够比以往任何时候都能回溯到更久远的过去。这种能力使望远镜能够研究最初星系的形成、恒星和行星系统的演化以及遥远系外行星的大气层。JWST 位于第二拉格朗日点（L2），距离地球约 150 万公里，旨在提供前所未有的分辨率和灵敏度，为探索宇宙打开新的窗口。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜透视原行星盘 发现其中存在大量碳氢化合物

韦伯太空望远镜透视原行星盘 发现其中存在大量碳氢化合物 一颗低质量恒星周围的原行星盘的艺术印象。它描述了在 ISO-ChaI 147 周围的盘中探测到的部分碳氢化合物分子（甲烷，CH4；乙烷，C2H6；乙烯，C2H2；二乙炔，C4H2；丙炔，C3H4；苯，C6H6）。资料来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / MPIAVLMS周围行星形成的效率行星是在围绕年轻恒星运行的气体和尘埃盘中形成的。观测结果表明，在超低质量恒星（VLMSs）质量小于 0.3 太阳质量的恒星周围，形成陆地行星比形成气态巨行星更有效率。虽然以前对质量较大的恒星周围内盘区域的化学成分进行过研究，但对极低质量恒星周围内盘区域的研究却很少。韦伯中红外仪器（MIRI）显示的光谱是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，包括13种含碳分子，最高可达苯。其中包括首次在太阳系外探测到的乙烷（C2H6），这是太阳系外探测到的最大的完全饱和碳氢化合物。由于全饱和碳氢化合物预计是由更基本的分子形成的，在这里探测到它们为研究人员提供了有关化学环境的线索。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。该图突出显示了乙烷（C2H6）、甲烷（CH4）、丙炔（C3H4）、氰乙炔（HC3N）和甲基自由基 CH3 的探测结果。资料来源：NASA、ESA、CSA、R. Crawford（STScI）Aditya Arabhavi及其同事利用JWST的中红外光谱仪研究了ISO-ChaI 147周围行星形成盘的化学成分，ISO-ChaI 147是变色龙一号恒星形成区中一颗年轻的、太阳质量为0.11的恒星。研究人员发现，这颗恒星周围的内盘区域具有丰富的碳化学成分，包括乙烷和苯在内的 13 种含碳分子。碳氢化合物分子的丰富程度与所观测到的含氧分子的缺乏形成了鲜明对比，这表明该区域的碳氧比值大于 1。据研究小组称，这种高碳/氧比率表明磁盘内物质的径向迁移，很可能会影响在磁盘内形成的任何行星的主体成分。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

“紫外线眼睛”UVEX将在NASA的新任务中探索宇宙

“紫外线眼睛”UVEX将在NASA的新任务中探索宇宙 由 Swift 航天器拍摄的仙女座星系紫外线图像。即将推出的 UVEX 将能拍摄更详细的紫外线图像 NASA/Swift/Stefan Immler（GSFC）和 Erin Grand（UMCP）说到望远镜，紫外线是光谱中被忽视的部分大多数望远镜倾向于关注可见光和红外线波长，而这两种波长可以说有更多的看点。毕竟，大多数恒星的紫外线都不是很明显，但这并不意味着那里什么都没有。最热的天体都会放射出紫外线，包括接近生命开始和结束的恒星，以及超新星和中子星碰撞等高能事件。因此，UVEX 有三大目标：首先，它将进行近紫外光和远紫外光的全天空巡天，绘制出比现有紫外地图更深入、更详细的紫外地图，这要归功于它的仪器比银河探索者（GALEX）上的仪器灵敏度高出50到100倍，银河探索者的前身曾在2003年至2013年间运行。其次，UVEX 将善于发现温度高但质量和金属含量低的恒星和星系，这类恒星和星系很难被其他类型的光线探测到。最后，它还能在短时间内旋转，以调查瞬时事件，如恒星坍缩并引发超新星，或指向引力波信号源，查看是否有紫外线闪烁。UVEX 任务已酝酿多年，但现在已被美国国家航空航天局选入其"探索者计划"，击败了关注 X 射线的 STAR-X 等其他提案。UVEX 预计于 2030 年发射，任务期限为两年，加上发射费用，价格约为 3 亿美元。一旦任务启动并正常运行，UVEX 将提供独特的宇宙视角，与最近发射的欧几里德和詹姆斯-韦伯太空望远镜以及即将发射的维拉-C-鲁宾天文台和南希-格蕾丝-罗曼太空望远镜协同工作，所有这些望远镜都可以观测可见光和红外光。 ... PC版： 手机版：