三角星系的恆星形成區域的韋伯望遠鏡圖像

莫心海

【正見新聞網2024年03月18日】

韋伯太空望遠鏡使用其近紅外相機 (NIRCam)和中紅外儀器 (MIRI) 對距地球約 270 萬光年的恆星形成區域 NGC 604 進行了觀測。NGC 604 所在的三角星系也被稱為 Messier 33 (M33)。韋伯太空望遠鏡 (JWST) 拍攝的兩張壯觀的新圖像揭示了三角星系恆星誕生區域令人驚嘆且錯綜複雜的細節。

充滿這個恆星誕生區域的氣體雲估計直徑約為 1,300 光年。據估計,NGC 604 相對年輕,只有 350 萬年的歷史;與我們 46 億年前的太陽系相比,它還只是一個嬰兒。 

 NIRCam(近紅外相機)恆星形成區域 NGC 604 完整圖像顯示了來自明亮、炎熱、年輕恆星的星風如何在周圍的氣體和塵埃中形成空洞。(圖片來源:NASA、ESA、CSA、STScI)

JWST 圖像顯示了 200 多顆處於生命早期階段的恆星的卷鬚和氣體包層。這些 B 型和O 型恆星,其中一些質量約為太陽的 100 倍,在附近的宇宙中很少發現如此集中的恆星。

這些新生恆星會發出強烈的輻射,尤其是紫外線波長的輻射,並吹出強大的星風,在 NGC 604 的氣體成分中形成空洞。在 MIRI 和 NIRCam 圖像中,這些海綿狀空隙可以被視為巨大的黑色「氣泡」,周圍環繞著纖細的卷鬚。這些卷鬚周圍發出幽靈般的藍色和白色光芒,是紫外線電離氫氣的結果。這張 NIRCam 圖像中的亮橙色條紋表明存在稱為「多環芳烴」(PAH) 的碳基分子。這很重要,因為多環芳烴在恆星和行星的形成中發揮著重要作用,並且被認為是地球上生命的重要組成部分。然而,多環芳烴的來源仍然是個謎。

距離黑暗的空洞更遠的是更深的紅色雲,這表明存在未電離的分子氫。正是在這種較冷的氣體中,恆星更有可能形成。在 NIRCam 圖像中可以看到明亮的藍色恆星正在創造自己的空隙。

恆星形成區域NGC 604的韋伯望遠鏡 MIRI 圖像。(圖片來源:NASA/ESA/CSA/STScI)

MIRI 圖像還充滿了顯示 NGC 604 動態的細節,儘管該版本缺少 NIRCam 圖像中可見的許多亮藍色恆星。這是因為這些恆星在 MIRI 設計的中紅外波長範圍內發出的光較少。但紅超巨星的光芒彌補了這一點,這些恆星已經耗盡了內部核聚變所需的氫供應。這些恆星因此「膨脹」並冷卻。有些寬度是太陽寬度的數百倍。  

在第二張 JWST 圖像中的藍色氣體卷鬚中,更突出的是 PAH 對 M33 恆星誕生區域的產前氣體和塵埃雲的貢獻。

資料來源:

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-ngc-604-image-star-forming-region

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