詹姆斯·韦伯太空望远镜在车轮星系捕捉到了恒星体操

一个巨大的粉红色斑点星系,像一个轮子,内部有一个小的椭圆形的内环,中间是尘土飞扬的蓝色。左边有两个较小的螺旋星系,在黑色背景下大小大致相同。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察了混乱的车轮星系,揭示了有关恒星形成和星系中心黑洞的新细节。韦伯强大的红外观测产生了这张车轮星系和两个较小伴星系的详细图像,背景是许多其他星系。这张图片提供了一个新的视角,展示了车轮星系在数十亿年中是如何变化的。

车轮星系位于约5亿光年外的玉夫座中,是一个罕见的景象。它的外观,很像马车的车轮,这是一个激烈事件的结果——一个大的螺旋星系和一个在这张照片中看不到的小星系之间的高速碰撞。星系比例的碰撞会导致所涉及的星系之间发生一系列不同的、较小的事件;车轮星系也不例外。

这次碰撞最显著地影响了星系的形状和结构。车轮星系有两个环——一个明亮的内环和一个环绕的彩色环。这两个环从碰撞中心向外扩展,就像池塘里扔了一块石头后的涟漪。由于这些独特的特征,天文学家将其称为“环状星系”,这种结构不像银河系这样的螺旋星系那样常见。

明亮的核心包含大量热尘埃,最亮的区域是巨大的年轻星团的家园。另一方面,膨胀了约4.4亿年的外环,主要由恒星形成和超新星组成。当这个外环膨胀时,它会冲向周围的气体并引发恒星的形成。

包括哈勃太空望远镜在内的其他望远镜此前也曾对车轮星系进行过观测。但这个引人注目的星系一直笼罩在神秘之中——也许是字面意思,因为有大量的灰尘遮挡了视线。韦伯凭借其探测红外光的能力,现在对车轮星系的性质有了新的认识。

韦伯的主要成像仪近红外相机(NIRCam)在0.6到5微米的近红外范围内观察,可以看到关键波长的光,可以显示比可见光中观察到的恒星更多的恒星。这是因为年轻的恒星,其中许多是在外环形成,在红外线下观察时,较少受到尘埃的遮挡。在该图像中,NIRCam数据为蓝色、橙色和黄色。该星系显示出许多单独的蓝点,这些蓝点是单独的恒星或恒星形成的口袋。NIRCam还揭示了较老恒星群和核心致密尘埃的平滑分布或形状与外部较年轻恒星群的块状形状之间的差异。

这张来自韦伯的中红外仪器(MIRI)的图像显示了一组星系,包括一个被称为车轮星系的大型扭曲环状星系。车轮星系位于5亿光年之外的玉夫座,由明亮的内环和活跃的外环组成。虽然这个外环有很多恒星形成,但中间的尘埃区域显示了许多恒星和星团。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

然而,要了解星系中尘埃的更详细细节,需要使用韦伯的中红外仪器(MIRI)。MIRI数据在合成图像中显示为红色。它揭示了车轮星系内富含碳氢化合物和其他化合物的区域,以及硅酸盐尘埃,就像地球上的大部分尘埃一样。这些区域形成了一系列螺旋辐条,基本上形成了星系的骨架。这些辐条在2018年发布的之前哈勃观测中很明显,但在这张韦伯图像中,它们变得更加突出。

韦伯的观察结果强调了车轮星系正处于一个非常短暂的阶段。该星系可能是一个正常的旋涡星系,就像银河系在碰撞前一样,将继续转变。虽然韦伯为我们提供了车轮星系当前状态的快照,同时也让我们了解了这个星系过去发生了什么,以及它在未来将如何演变。

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/webb-captures-stellar-gymnastics-in-the-cartwheel-galaxy

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