NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到新恒星形成时的炽热沙漏

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了L1527暗云中原恒星曾经隐藏的特征,为了解一颗新恒星的起源提供了线索。金牛座恒星形成区域内的这些炽热的云只在红外光中可见,这使得它成为韦伯近红外相机(NIRCam)的理想目标。

原恒星本身隐藏在这个沙漏形状的“颈部”中。一个边缘的原行星盘看起来是一条穿过颈部中间的黑线。来自原恒星的光在这个圆盘的上方和下方泄漏出来,照亮了周围气体和尘埃中的空洞。

NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外相机(NIRCam)拍摄的这张图片显示了L1527暗星云中的原恒星,它被嵌入在为其生长提供动力的物质云中。这颗恒星的喷射物清除了它上下的空洞,在这幅红外图像中,这些空洞的边界发出橙色和蓝色的光。由于恒星的“打嗝”或零星的喷射,中上区域呈现出类似气泡的形状。
影像来源:NASA, ESA, CSA, and STScI. 影像处理:J. DePasquale, A. Pagan, and A. Koekemoer (STScI)

该区域最普遍的特征是,在这张代表性色彩的红外图像中,蓝色和橙色的云团勾勒出了原恒星上的物质与周围物质碰撞时产生的空洞。这些颜色本身是由韦伯和云层之间的尘埃层造成。蓝色区域是尘埃最稀薄的地方。尘埃层越厚,逃逸的蓝光就越少,从而形成橙色区域。

韦伯还揭示了在原恒星喷射物质时受到震动的氢分子丝。激波和湍流抑制了新恒星的形成,否则新恒星将在整个星云中形成。因此,原恒星主宰了太空,将大部分物质据为己有。

尽管L1527造成了混乱,但它只有大约10万年的历史——一个相对年轻的星体。考虑到L1527的年龄及其像在红外天文卫星这样的任务所观测到的远红外光的亮度,L1527被认为是0级原恒星,是恒星形成的最早阶段。像这样的原恒星,仍然被包裹在一团黑暗的尘埃和气体中,要成为成熟的恒星,还有很长的路要走。L1527还没有通过氢的核聚变产生自己的能量,这是恒星的一个基本特征。它的形状虽然大部分是球形,但也不稳定,它是一团小而热的膨胀气体,其质量在我们太阳的20%到40%之间。

随着原恒星继续聚集质量,其核心逐渐压缩,越来越接近稳定的核聚变。图中所示的场景显示了L1527正是这样做的。周围的分子云由密集的尘埃和气体组成,被吸引到原恒星所在的中心。当物质落进去时,它会绕着中心盘旋。这就形成了一个致密的物质盘,称为吸积盘,它为原恒星提供物质。随着其质量的增加和进一步压缩,其核心温度将升高,最终达到核聚变开始的临界值。

这个吸积盘,在图像中明亮中心前面的一个暗带,大约和我们的太阳系一样大。考虑到密度,这种物质聚集在一起并不罕见——这就是行星的起源。最终,L1527的这张照片为我们了解太阳和太阳系的初始状态提供了一扇窗。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团,展望其他恒星周围的遥远世界,探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴 ESA和CSA领导的一项国际计划。

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-webb-catches-fiery-hourglass-as-new-star-forms

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