斯蒂芬五重奏(Stephan ‘s Quintet)是由五个星系组成的视觉组合,以其在假日经典电影《Stephan ‘s Quintet》中的突出表现而闻名,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜以全新的视角揭示了斯蒂芬五重奏。这幅巨大的拼图是韦伯迄今为止拍摄的最大图像,覆盖了月球直径的五分之一。它包含超过1.5亿像素,由近1,000个独立的图像文件构成。来自韦伯的信息为星系相互作用如何推动早期宇宙中的星系演化提供了新的见解。

凭借其强大的红外视觉和极高的空间分辨率,韦伯展现了这个星系群中前所未有的细节。由数百万颗年轻恒星组成的闪闪发光的星团和新恒星诞生的星暴区为这幅图像增光添彩。由于引力相互作用,气体、尘埃和恒星的扫尾正从几个星系中被拉出。最引人注目的是,韦伯捕捉到了其中一个星系NGC 7318B撞击星系团时产生的巨大冲击波。

斯蒂芬五重奏中的五个星系也被称为希克森致密星系群92(HCG 92)。虽然被称为“五重奏”,但只有四个星系真正靠得很近,并卷入了一场宇宙之舞。第五个也是最左边的星系被称为NGC 7320,与其他四个星系相比,它在前景中位置很好。NGC 7320距离地球4000万光年,而其他四个星系(NGC 7317、NGC 7318A、NGC 7318B和NGC 7319)距离地球约2.9亿光年。从宇宙的角度来看,与数十亿光年远的遥远星系相比,这仍然是相当的接近。研究这些相对较近的星系有助于科学家更好地了解在更遥远的宇宙中看到的结构。

这种近距离为天文学家提供了一个近距离的座位,见证星系之间的合并和相互作用,这对所有星系的演化都至关重要。科学家们很少能如此详细地看到相互作用星系是如何彼此的恒星形成,以及这些星系中的气体是如何受到干扰。斯蒂芬五重奏是一个神奇的“实验室”,用于研究所有星系的基本过程。

在早期宇宙中,这样的紧密群可能更为常见,因为它们的过热、不断膨胀的物质可能为高能黑洞(称为类星体)提供了燃料。即使在今天,星系群中最顶端的星系NGC 7319仍然拥有一个活跃的星系核,这是一个质量为太阳2400万倍的超大质量黑洞。它正在积极吸收物质,并释放出相当于400亿个太阳的光能。

韦伯用近红外光谱仪(NIRSpec)和中红外仪器(MIRI)详细研究了活跃星系核。这些仪器的积分场单元(IFU)是相机和光谱仪的组合,为韦伯团队提供了一个“数据立方体”,即星系核心光谱特征的图像集合。

与医学磁共振成像(MRI)很相似,IFUs允许科学家将信息“切分”成许多图像以进行详细研究。韦伯穿透了围绕在星系核周围的尘埃罩,揭示了活动黑洞附近的热气体,并测量了明亮流出物的速度。望远镜以前所未有的细节水平观察到了黑洞驱动的流出物。

在NGC 7320(视觉组中最左侧和最近的星系)中,韦伯能够分辨出单个恒星,甚至是星系的明亮核心。

作为奖励,韦伯揭示了一个由数千个遥远的背景星系组成的浩瀚海洋,让人想起哈勃的深场。

结合史上最详细的红外图像和近红外摄像机(NIRCam),韦伯的数据将提供大量有价值的新信息。例如,它将帮助科学家了解超大质量黑洞的供养和生长速度。韦伯还更直接地看到了恒星形成区域,并能检测尘埃的排放——这是迄今为止无法获得的细节。

斯蒂芬五重奏位于飞马星座,1877年由法国天文学家埃杜厄德·斯蒂芬发现。

影像来源:NASA, ESA, CSA, and STScI

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。

NASA总部为该局的科学任务理事会监督该任务。位于马里兰州绿带的NASA戈达德航天飞行中心为该机构管理韦伯,并监督空间望远镜科学研究所、诺斯罗普·格鲁曼公司和其他任务合作伙伴执行的任务工作。除戈达德外,NASA的几个中心也为该项目做出了贡献,包括位于休斯顿的约翰逊航天中心、南加州的喷气推进实验室、阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心、加州硅谷的艾姆斯研究中心等。

NIRCam由亚利桑那大学和洛克希德·马丁公司先进技术中心的一个团队建造。

MIRI由ESA和NASA提供,仪器由国家资助的欧洲研究所联盟(MIRI 欧洲联盟)与 JPL 和亚利桑那大学合作设计和制造。

从太空望远镜科学研究所下载此图像的全分辨率、未压缩版本和支持视觉效果:https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2022/news-2022-034

参考来源:

https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2022/nasa-s-webb-sheds-light-on-galaxy-evolution-black-holes

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