M77星系塵埃旋渦中的明燈

【正見新聞網2026年05月26日】

韋伯望遠鏡中紅外波段的旋渦星系照片。圖像主要由星系核發出的極其明亮的光芒構成。星系的旋臂由兩道發光的橙色氣泡組成,它們旋轉著延伸到星系盤中。星系的其餘部分由旋轉的藍色塵埃雲構成。

韋伯望遠鏡最新發布的「月度最佳圖片」聚焦於梅西耶77(M77),這是一個棒旋星系,因其相對較近的距離和壯觀的觀測特徵而聞名於天文學界。它位於鯨魚座,距離地球4500萬光年。這張由韋伯望遠鏡的中紅外儀器(MIRI)拍攝的新圖像,以前所未有的方式突顯了它旋轉的旋臂、盤中的塵埃以及明亮耀眼的星系核。

M77星系的核心是一個充滿高溫氣體的緊湊區域,其亮度遠超星系其他部分的總和,甚至超過了韋伯望遠鏡的相機集光能力。這是一個活動星系核(AGN),由M77中心的超大質量黑洞提供能量,該黑洞的質量是太陽的八百萬倍。星系中心區域的氣體在強大的引力作用下,圍繞黑洞高速緊密地運行,並在黑洞周圍碰撞、升溫,釋放出巨大的輻射。

從M77中心向外輻射的明亮橙色線條實際上並非星系本身的特徵:它們是望遠鏡光學設計造成的一種畸變。這種被稱為 衍射尖峰的現象,是由於來自未分辨的活動星系核(AGN)的強光在韋伯望遠鏡六邊形鏡面的邊緣以及支撐副鏡的支柱附近發生輕微彎曲(「衍射」)而形成的。這種獨特的六角加二角形圖案在韋伯望遠鏡拍攝的任何圖像中都相同。衍射尖峰的出現需要光源非常明亮且高度集中,因此它們最常出現在恆星上。但在某些星系中,例如M77,其核心足夠明亮且緊湊,也會產生衍射尖峰。

M77不僅以其清晰可見的活動星系核(AGN)而聞名,更以其豐富的恆星形成活動而著稱。M77的近紅外圖像揭示了一條橫跨其中心區域的棒狀結構,而這條結構在可見光圖像中卻無法觀測到。該棒狀結構被一個明亮的環狀區域所包圍,這個環狀區域被稱為星暴環,由M77兩條旋臂的內端形成。星系中的星暴區域通常具有極高的恆星形成率。這個星暴環的直徑超過6000光年,並呈現出強烈而廣泛的星暴活動,在圖像中,環周圍密集的橙色氣泡清晰可見。由於M77距離地球相對較近,因此這個星暴環是研究這一現象的一個非常典型的例子。

作為活躍的旋渦星系,M77 的星盤充滿了氣體和塵埃,它們既是恆星形成的產物,也是未來恆星形成的燃料。韋伯太空望遠鏡的 MIRI 望遠鏡為我們展現了星系中星際塵埃顆粒發出的長波長光芒,圖中以藍色顯示。這些塵埃形成了一個巨大的漩渦,由煙霧狀的旋轉絲狀物構成,絲狀物之間還有空腔。此外,由新形成的星團切割出的發光橙色氣泡也清晰可見,它們沿著星系的旋臂延伸。 

在韋伯望遠鏡相當集中的視野之外,M77的旋臂匯聚成一個綿延數千光年的淡淡氫氣環,那裡正在進行著更多的恆星形成活動。巨大的、稀疏的氫氣絲狀物橫跨這個環,延伸到星際空間,形成環繞星系的最外層。由於這些絲狀物形似觸手,M77也被稱為魷魚星系。

資料來源:

https://esawebb.org/images/potm2604a/

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