NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜在星团的尘埃带中发现了恒星的形成

NGC 346是附近星系中最活跃的恒星形成区域之一,充满了神秘感。现在,随着NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的新发现的新发现,它不再那么神秘了。

NCG 346位于小麦哲伦星云(SMC),一个靠近银河系的矮星系。与银河系相比,SMC包含的比氢或氦(天文学家称之为金属)更重的元素浓度更低。由于太空中的尘埃颗粒主要由金属组成,科学家们预计尘埃数量会很少,而且很难探测到。韦伯的新数据显示了相反的情况。

NGC 346是一个动态星团,位于20万光年之外的一个星云内,这张照片是由NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外照相机(NIRCam)拍摄。韦伯揭示了比先前预期的更多的构造块的存在,不仅是恒星,还有行星,以充满尘埃和氢的云的形式存在。图中的羽状气体和弧形气体包含两种类型氢。粉红色气体代表带电的氢,其温度通常高达约10,000°C(约18,000°F)或更高,而橙色气体则代表稠密的分子氢,其温度约为-200°C或更低(约-300°F ),以及相关的尘埃。较冷的气体为恒星的形成提供了极好的环境,随着恒星的形成,它们改变了周围的环境。这种效应在各处的各种山脊中都可以看到,这些山脊是在这些年轻恒星的光分解稠密的云层时产生。许多发光气体柱显示了恒星侵蚀对整个区域的影响。在此图像中,2.0微米(F200W)波长的光被指定为蓝色,2.33微米(F277W)波长的光被指定为绿色,3.35微米(F335W)波长的光被指定为橙色,4.44微米(F444W)波长的光被指定为红色。
影像来源:NASA, ESA, CSA, O. Jones (UK ATC), G. De Marchi (ESTEC), and M. Meixner (USRA). Image processing: A. Pagan (STScI), N. Habel (USRA), L. Lenkic (USRA) and L. Chu (NASA/Ames)

天文学家探测这一区域是因为SMC内的条件和金属量与数十亿年前的星系相似,当时宇宙正处于被称为“宇宙正午”的时代,恒星形成正处于顶峰。大爆炸后大约20到30亿年后,星系正在以极快的速度形成恒星。恒星形成的焰火仍然塑造着我们今天所看到的星系。

“在宇宙正午,一个星系不会像小麦哲伦星云那样只有一个像NGC 346这样的恒星形成区,它会有数千个这样的恒星形成区域。”大学太空研究协会的天文学家和研究小组的首席研究员玛格丽特·梅克斯纳说,“但是,即使NGC 346现在是银河系中唯一一个疯狂形成恒星的大质量星团,它也为我们提供了一个探索宇宙正午的绝佳机会。”

通过观察仍在形成过程中的原恒星,研究人员可以了解SMC中的恒星形成过程是否与我们在银河系中观察到的不同。之前对NGC 346的红外研究主要集中在比太阳质量重5到8倍的原恒星上。“有了韦伯,我们可以探测到质量较轻的原恒星,小到太阳的十分之一,看看它们的形成过程是否受到较低金属含量的影响。”该项目的联合研究员、爱丁堡皇家天文台英国天文技术中心的奥利维亚·琼斯说。

当恒星形成时,它们从周围的分子云中聚集气体和尘埃,这些气体和尘埃在韦伯图像中看起来就像丝带。这些物质聚集成一个吸积盘,为中心的原恒星提供养分。天文学家已经在NGC 346的原恒星周围探测到气体,但韦伯的近红外观测标志着他们第一次在这些吸积盘中发现了尘埃。

“我们不仅看到了恒星的构造块,还可能看到了行星的构造块。”研究团队的共同研究员、欧洲航天局的基多·德·马尔基表示。“由于小麦哲伦星云在宇宙正午的环境与银河系相似,岩石行星可能比我们想象的更早在宇宙中形成。”

该团队还从韦伯的NIRSpec仪器中获得了光谱观测结果,他们正在继续分析。这些数据有望为单个原恒星上吸积的物质以及原恒星周围的环境提供新的见解。

这些结果将于1月11日在美国天文学会第241届会议的新闻发布会上公布。这些观测数据是1227计划的一部分。

参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-uncovers-star-formation-in-cluster-s-dusty-ribbons

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