新詹姆斯韦伯太空望远镜观望展示我们的宇宙的孤立

STARTS WITH A BANG — OCTOBER 10, 2022

Ethan Siegel

随第一次观望了围绕一个新形成恒星的原行星盘，詹姆斯韦伯太空望远镜揭示了单个恒星系统真的是多孤独的。

这张来自詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的原行星盘或猎户座294-606的观望不仅展示JWST在成像这样的天体上是多么壮观，而且也展示恒星系统彼此是多遥远的，甚至在恒星形成区域内，在那里它们被创造。.(Credit: NASA/ESA/CSA/McCaughrean & Pearson)

关键要点

大猎户座星云位于距离地球约1300光年外，是离地球最近的大质量恒星形成区域。它横跨约24光年内部包含超过2000个太阳质量的物质，现在它正在积极地形成新的恒星和恒星系统。里面有成千的新星和持续的被诞生的新星，你可能会认为这是一个非常密的环境。但詹姆斯·韦伯太空望远镜显示另外的。

在我们自己的银河系中，新的恒星正在被形成。

这个包括梅西耶42和梅西耶43的猎户座星云的组成的哈勃复合图像，跨度约24光年，有来自数千颗被新恒星发射的光和反射的光。在图像的中心，内部最大的新星团四边形星团对照明这个星云是主要负责的，位于1344光年之外。(Credit: NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team)

最近的主要恒星形成区域是猎户座星云，对肉眼是可见的。

被反射星光的组合过程照亮，从发射氢原子中的过渡的发射和从中性原子吸收背景光，大猎户座分子云复合体跨越数百光年，其的很大的一部分是在屏幕外的主要猎户座的左边，如图所示。猎户座星云是位于猎户座带下方相对较小的明亮区域，在这里显示在图像的中心。(Credit: Rogelio Bernal Andreo/DeepSkyColors)

是一个横跨数百光年的大分子云复合体的部分，猎户座星云相对的集中的。

这个于猎户座星云的红外视图显示了大量通常被星云本身的中性原子隐藏的恒星。在红外光中，中性物质大体上是透明的，揭示内部通常被模糊的恒星和原始恒星。最亮的区域对应于最新的星团的位置，包括位于中心的大四边形星团。(Credit: ESO/VISION survey)

由于数千颗太阳质量的物质集中在24光年内，其内部已经有超过2800颗新恒星存在。

这个四边形星团的复合可见光（尘埃）和红外（富恒星）观望揭示猎户座星云内部的物质以及内部明亮的恒星。四边形星团是猎户座星云中最大、最密、最亮的恒星集合。(Credit: Infrared: NASA; K.L. Luhman and G. Schneider, E. Young, G. Rieke, A. Cotera, H. Chen, M. Rieke, R. Thompson; Optical: NASA, C.R. O’Dell and S.K. Wong; Animation: E. Siegel)

这样最密的区域被称为四边形星团：富含年轻的大质量恒星。

这个哈勃观望的猎户座星云有各种各样的原行星盘或叠加在上的原行星盘。一切都在告诉在猎户座星云中经发现了大约42个原行星盘。尽管哈勃已经揭示了它们，但其他天文台已经证明在揭示其内部细节方面有优势的。(Credit: NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA), the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team and L. Ricci (ESO))

此前，美国宇航局的哈勃望远镜扫描过了猎户座星云，搜索正在演化的原始恒星。

由哈勃太空望远镜识别的来自猎户座星云选择的30个原行星盘，展示在这个环境中发现的极端多样的形状和阴影轮廓。阴影和流被显示几个，一个附近明亮的恒星的结果。然而，大多数所看到的原行星盘都被在相对孤立中揭示，尘埃盘提供一个相对猎户座星云的星际介质反射掉的星光的背景一个黑暗的前景吸收效应。.(Credit: NASA/ESA and L. Ricci (ESO))

已经发现了150个带有原行星盘的新生系统原行星盘。

这张照片显示猎户座分子云VANDAM勘察的目标。黄点是由赫歇尔拍摄的蓝色背景图像上观测到的原恒星的位置。侧板显示9个年轻的由阿塔卡玛（蓝色）和非常大望远镜（橙色）成像的原恒星。原行星盘不仅富含有机分子，而且含有在典型的星际尘埃云中并不常见的物种。(Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; Herschel/ESA)

在每个这样的圆盘内，新的行星系统正在发生。

由高角分辨率盘子结构项目DSHARP测量的20个原行星盘的样本，观察诸如这些教了我们原行星盘主要在一个单一的平面上形成并倾向于支持行星形成的核心吸积场景。盘结构被在红外和毫米/亚毫米波长中看到。(Credit: S.M. Andrews et al., ApJL, 2018)

红外和射电天文台揭示雕刻进这些盘的行星存在。

围绕HD 163296的原行星盘和喷射的复合射电/可见光图像。原行星盘和特征被阿塔卡玛在射电中揭示，而蓝色光学特征被欧洲南方团稳态非常大望远镜上的MUSE仪器揭示。这些环之间的间隙很可能是新形成的行星的位置。(Credits: Visible: VLT/MUSE (ESO); Radio: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

靠近大质量恒星的原行星盘总是体验来自紫外线辐射的消融。

来自不同的天文台可以获得原行星盘的几种细节的观望。在左边阿塔卡玛以亚毫米波长揭示年轻原行星正在形成的圆盘中的间隙。在中心，红外非常大望远镜追踪明亮、温暖的物质，在右边，哈勃太空望远镜揭示被照亮物质的光学和近红外辉光。中心的原恒星在这里提供电离辐射；在更密的原恒星环境中，外部辐射也能是重要的。JWST将在它的科学操作的第一年观察到一些约50个原行星盘。(Credit: NASA, ESA, ESO, STScI, ALMA, S. Andrews (CfA), Bill Saxton (NRAO, AUI, NSF), T. Stolker (ALMA))

年轻的原行星盘是巨大的，跨度是太阳-海王星距离的数倍。

这张阿塔卡玛图像展示正面的原行星盘TW Hydraw。圆盘的被照亮的部分是略大于100个天文单位（A.U.）的直径，或比太阳-海王星距离三倍更多一点。其他的原行星盘能是更小或更大，偶尔的超过约300 A.U或太阳-海王星距离10倍。Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tsukagoshi et al.)

其中一个是猎户座294-606，刚刚被詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）成像。

猎户座294-606的原始图像来自哈勃太空望远镜(L)；同一圆盘现在已经被詹姆斯·韦伯太空望远镜（右）成像，以更高的分辨率，更详细，更长的波长和有更多的外部红外光“进入圆盘本身的出血”。(Credit: NASA/ESA and L. Ricci (ESO) (L); NASA/ESA/CSA/McCaughrean & Pearson (R); Composite: E. Siegel)

背景反射星云被原行星盘模糊，创造剪影。

这种从猎户座星云内部挑选的强烈轮廓的原行星盘的选择发表在2000年，当时猎户座的原行星盘的38个是已知的。目前，现在已知了约150个。(Credit: J. Bally, C. R. O’Dell, and M. J. McCaughrean, Astron. Journal, 2000)

詹姆斯·韦伯太空望远镜的更宽视野展示这些个体系统的孤独性。

猎户座294-606原行星盘的宽视野来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外相机仪器，观测一个为约1870 nm的波长，对应于氢的强红外发射/吸收线。在这张扁平的图像中，最近的两颗恒星仅十分之一光年远，但在三维空间中实际上更一光年在外。年轻的富行星的系统之间的分隔距离，甚至在恒星形成区域内能是惊人大的。(Credit: NASA/ESA/CSA/McCaughrean & Pearson; Annotation: E. Siegel)

最最近形成的恒星仍将几乎整一光年远。

尽管由欧洲航天局的赫歇尔和美国宇航局的WISE红外太空望远镜的大量的亮点和被照亮的气体/尘埃，但在这个相对小的区域内天体的丰富实际上被相当远的距离隔开。附近任何一个特定的恒星或恒星系统，除了在最密集的区域，恒星系统确实不重叠，而是发现它们自己被围绕它们的任何特定行星系统的尺度隔开相当大的距离。(Credit: A. M. Stutz / MPIA)

甚至在密的、活跃的恒星形成区域，单个的恒星系统体验孤立，仍然不被彼此影响。

在一瞥进猎户座星云的最密的区域中，靠近四边形星团中心的恒星揭示可见、近红外和x射线中明亮的点状光源，因为许多非常年轻的恒星耀斑并发射变化量的x射线。虽然未来一代又一代的恒星目前正在这里形成，但它们时间被限制。最终，来自已经形成的恒星的紫外线辐射将吹走所有剩下的中性物质。(Credit: X-ray: NASA/CXC/Penn State/E.Feigelson & K.Getman et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/M. Robberto et al.)

《大多寂寞的星期一》以图像、视觉和不超过200个单词讲述一个天文故事。少说话，多微笑。

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/jwst-cosmic-isolation/