在1300光年之外,韦布太空望远镜拍摄了巨蛇星云的图像,证实了恒星形成的理论

06-24 12:46

IT 世家 6 月 22 日消息,NASA 发表消息,宣布詹皇・韦布(James Webb)太空望远镜利用其近红外相机 ( NIRCam ) 拍摄到地球 1300 光年之外的巨蛇星云(Serpens Nebula)图像。


这张照片不仅看起来华丽,最重要的是,它还捕捉到了科学家们期待已久的现象。在这里,我们可以称之为“双极喷流”,从而验证了科学家提出的恒星形成理论。


当然,巨蛇星云只有一两百万年的历史,从宇宙的角度来看是非常非常年轻的(科学家估计地球大约有一两百万年的历史。 46 亿到 50 亿年历史)。


如图所示,图像中心的密集部分正在孕育许多新的行星,它们大约只有一个。 10 大约一万年的历史,有些行星最终会成长到与我们太阳相似的质量大小。


图中左上方区域,我们隐约可以看到几个名字。「原恒星喷流(Protostellar outflow)」长条形气体。正如科学家们所猜测的那样,同一片原始星云中的喷流全部朝同一方向喷出。


这些喷流是由新星的气体喷流与周围的气体和灰尘高速碰撞产生的。通常,这些喷流在一个区域会呈现出不同的方向。然而,在这个观测区域,它们都倾向于同一个方向,就像暴风雨中的雨夹雪一样。


也就是说,星云中所有的年轻行星,都是以自转轴对准同一方向的姿势,并且不断地向同一方向转动。


NASA 克劳斯斯喷气推进实验室首席研究员・蓬托皮丹 ( Klaus Pontoppidan ) 说:“科学家们一直认为,当星云团倒塌形成恒星时,恒星会专注于同一个方向旋转。然而,我们以前从未如此直接地观察过这一幕。这些排列整齐的细长结构是恒星诞生的基本历史纪录片。”


那么行星喷流的排列和恒星的自转有什么关系呢?简单来说,当星际中的气云坍塌形成恒星时,它会不断加速旋转,而气体不断向内收缩的唯一方法就是去除一些旋转(我们通常称之为角动量)。


想象一下,一个年轻的行星周围会逐渐形成一个物质盘,同时物质会像出水口周围的漩涡一样不断地向下运输和旋转和压缩。在这个过程中,内盘中的旋转磁场会将一些物质发射成双喷流,并以垂直于物质盘的方式向相反的方向向外喷射。


在韦布拍摄的图像中,这些喷雾器表示红色明亮的小图案,这也与周围气体和灰尘形成的冲击波相撞。这里的红色代表了分子氢和一氧化碳的出现。


乔尔的首席作者,巴尔的摩太空望远镜科学研究所・格林 ( Joel Green ) 表示:“巨蛇座北面的这个区域 —— 只有通过韦布望眼镜才能清楚地看到。我们现在可以看到这些极其年轻的行星和它们的喷流,其中一些以前看起来只是斑点,或者因为周围的厚尘,在光学波段是完全看不见的。"


科学家说,在年轻的行星生命周期期间,一些力量可能会改变外流的方向。其中一种方法是,当双星相互旋转,向不稳定的方向摆动时,外流的方向会随着时间的推移而扭曲。


格林说:“韦布太空望远镜就像一台寻找年轻恒星的机器。在这个地区,我们可以捕捉到所有年轻恒星的信号,甚至包括质量最低的行星。”


蓬托皮丹还补充道,“这幅画给我们呈现了一个非常完整的场景”。图像中各种颜色的细条和线条代表了原始恒星在云中仍在形成的反射星光。在一些地区,灰尘存在于反射之前,这些灰尘在这个图像中显示出橙色和弥漫色调。


值得注意的是,这个地区还有一些巧合的发现,例如,以其形状命名的“蝙蝠状阴影”(IT 家庭注:命名来自哈勃太空望远镜 2020 年度数据),这个特征在韦布图像中也清晰可见。


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