早期宇宙的恒星如何形成？——韦伯望远镜正在揭晓答案

2023-01-23 07:24:33 来源：牧夫天文

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翻译：刘海牧

校对：王婧彧

审阅：牧夫校对组

美编：徐玖坤

后台：库特莉亚夫卡李子琦胡永葳

韦伯拍摄的NGC346星云的图像。

韦伯望远镜拍摄的新图像，揭示了100多亿年前的“宇宙正午”期间恒星是如何形成的。

距离地球约20万光年的小麦哲伦星云是银河系的一个卫星星系，也是银河系最近的邻居之一，以缺乏比氢和氦重的金属元素而闻名。（译者注：在天文学中，比氢和氦更重的元素都被称之为金属元素）

小麦哲伦星云中金属元素的水平反映了其独特环境，类似于宇宙早期时候，因此可以用于研究宇宙早期星系的样子，当时宇宙刚形成约二三十亿年，正处于恒星形成的巅峰时期。尽管过去有各种望远镜任务研究了小麦哲伦星云，但仍有许多东西有待了解。

现在，通过韦伯的高分辨率成像，天文学家已经发现了超过33，000颗嵌入NGC 346星云中的年轻恒星，NGC 346星云是小麦哲伦星云中最亮、最大的恒星形成区域。

1月11日在西雅图举行的第241届美国天文学会会议上，Meixner分享了使用韦伯望远镜拍摄NGC 346的早期成像结果。

“气体和尘埃带”

宇宙尘埃是在恒星和行星形成时产生的，而当它们的形成过程停止，尘埃就会在星际介质中盘旋。作为恒星和行星形成过程的衍生物，尘埃有与恒星和行星相似的重金属组成。到目前为止，天文学家认为碳、氧和铁等重元素是形成类地行星最终实现的尘埃所必需的，而所有这些元素都在小麦哲伦星云中的浓度都比较低。

因此，当天文学家使用韦伯强大的近红外相机（NIRCam）仪器研究NGC 347时，他们惊讶地发现了星际介质中的“气体和尘埃带”。这一发现是早期的证据，证明尽管金属含量低，但NGC 347是“尘土飞扬”的，并且具有形成岩石行星系统所需的原料。

使用韦伯的六个NIRCam过滤器，该团队发现了超过33，000个他们称之为“红外超”的来源。在低质量恒星中，周围碎片盘中的尘埃吸收星光并以红外波长重新发射星光。因此，当天文学家探测到红外辐射时，通常意味着他们已经探测到尘埃。

“我们很高兴看到这些天体周围的尘埃”，Meixner在新闻发布会上告诉记者。

过去曾有望远镜任务研究过NGC 346，但这是天文学家第一次对尘埃进行成像。例如，现已退役的斯皮策望远镜在同一区域发现了87颗大质量的年轻恒星，但它不够强大，无法识别出较小的恒星。哈勃太空望远镜也发现了数千颗前主序星，这些恒星散布在整个星云中，并通过气体和尘埃细丝相互连接。然而，许多这类恒星仍没有被发现，因为哈勃对这类恒星周围的尘埃不敏感。

现在，韦伯望远镜正在帮助天文学家揭开这些被尘埃包裹的恒星，韦伯望远镜可以比斯皮策望远镜探测到低10个星等的年轻恒星，以及比哈勃望远镜探测到低2个星等的前主序星。在红外波长中寻找恒星形成区域，使天文学家能够发现许多不可见或在光学波长下被错误识别的恒星。

在接下来的几个月里，天文学家希望了解小麦哲伦星云中的恒星形成过程，是否与我们从自己星系观察到的相似。他们还计划继续观测该地区的原始恒星。这些恒星通过吸收周围的尘埃变大和丰富，所以已经被韦伯发现的尘埃中有多少能够在恒星形成过程中留存下来，最终剩下的尘埃是否足以形成岩石行星，都有待观察。

目前，韦伯望远镜已经揭开了了大量年轻新恒星的面纱，同时天文学家表示这只是个开始。

“我们现在只是触及了这些数据的表面，我们将把数据回退到几乎接近褐矮星的极限，看看我们能找到什么。”Meixner说。

文章来源：

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-dusty-ribbons-young-stars-neighbor-galaxy

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