在詹姆斯韦伯太空望远镜第一个本地群的边缘观望之内

通过研究约300万光年外的沃尔夫-伦德马克-梅特~矮星系，詹姆斯韦伯太空望远镜第一手揭示宇宙的恒星形成历史。

STARTS WITH A BANG — NOVEMBER 28, 2022

Ethan Siegel

class="" v:shapes="_x0000_i1025">

矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）的一个广域观望，以及詹姆斯韦伯太空望远镜用它的近红外相机仪器成像的区域（插图）。詹姆斯韦伯太空望远镜在像这样位于约300万光年之外的星系中揭示单个恒星甚至是暗淡的低亮度恒星的能力将把我们摆在一个更好朝向理解我们的宇宙跨宇宙时间的恒星形成历史的设置上。(Credits: ESO; Acknowledgement: VST/OmegaCAM Local Group Survey; NASA, ESA, CSA, K. McQuinn (RU); Processing: Z. Levay (STScI); Edits: E. Siegel)

关键要点

一开始，这个宇宙几乎完全的专门由氢和氦构成，只在恒星形成之后中形成更重的元素。

虽然大的、大质量的、银河系一样的星系在数十亿年继续的形成恒星，但许多更小的星系实际上一下子形成了恒星，赋予我们一瞥这个宇宙的过去。

其中一个这样星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM），就住在我们当地群中，只有300万光年远。这里是詹姆斯韦伯太空望远镜当它看了里面时看到了的。

宇宙中的恒星怎样以及什么时候形成了？

特尔赞5（Terzan 5）星团之内有许多更老的、低质量的恒星（暗淡的和红色的）存在，但也有更热的、更年轻的、更高质量的恒星，其中一些将产生铁元素和甚至更重的元素。它包含I族和II族恒星的一个混合，表明这个星团经历了多次周期的恒星形成的场景。不同世代的不同属性能引导我们得出关于轻元素的初始丰度的结论，并把持至于我们的宇宙的恒星形成历史的线索。(Credit: NASA/ESA/Hubble/F. Ferraro)

要回答，我们必须往回看跨宇宙的时间。

与今天的银河系相媲美的星系在整个宇宙时间内是众多的，已经增长质量并且有比目前更演变的结构。更年轻的星系内在的更小、更蓝、更混沌、气体更丰富并有比它们的现代同行更低密度的重元素。由于它们的更大距离，除最近的星系外，来在所有星系内分辨出单个恒星是不可能的。(Credit: NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale U.), S. Patel (Leiden U.), and the 3-D-HST Team)

但单个恒星只能在附近的星系是能分辨的。

 

这幅图像也许令人惊讶展示在仙女座星系的晕中的恒星。带有衍射尖峰的明亮恒星来自我们的银河系之内，而所看到的个别光点大多是在我们邻近星系仙女座中的恒星。然而，超越这个，躺着各种各样的本身就是星系的微弱痕迹。单个恒星被在高达数千万光年远的星系中分辨，但这只代表总共十亿分之一的星系。(Credit: NASA, ESA, and T.M. Brown (STScI))

大的银河系一样星系在它们的历史都形成恒星。

 

宏大螺旋星系梅西耶51也被称为漩涡星系有扫荡的扩展的旋臂，最可能由于它的与附近的显示在右边的邻近星系的引力相互作用。像这样的星系往往沿着它们的旋臂有大的恒星形成波，但只有约10%的螺旋展示这里看到的宏大的螺旋结构。(Credits: X-ray: NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/Grendler)

但在我们的本地群内很久以前更小的星系一下子形成了恒星，。

 

大多数星系只包含几个恒星形成区域：在那里气体正在坍塌新恒星正在形成，在该区域周围的一个泡泡中发现了电离的氢。在一个星暴星系中，相当更多的整个星系本身是一个恒星形成区域，雪茄星系M82位于本星群之外，是最接近这些属性的星系之一。来自热的年轻恒星的辐射电离各种原子和分子气体，特别是在星系的中心区域。耀斑、超新星和辐射在这些环境中将是常见的。(Credits: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: J. Gallagher (University of Wisconsin), M. Mountain (STScI) and P. Puxley (National Science Foundation))

这样一个星系就是沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）：距离只有304万光年远。

 

这张宽场观望显示在鲸座（海怪）中围绕矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特的天空。这张照片被用来自数字化巡天2的形成部分的图像创建。在图像中心的蓝色团块是星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特，明亮的、彩色的、尖峰的点，包括红色和黄色的，只是我们银河系内的前景恒星。(Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2; Acknowledgement: Davide De Martin)

沃尔夫-伦德马克-梅洛特位于鲸座中引力上被与我们绑定，以122 km/s朝向我们移动。

 

这个在本地群内许多星系的映射突出三个最大的成员：仙女座、银河系和三角座。在图像底部显示的星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特，位于离银河系约300万光年远，而且被极端的孤立。它包含一些在我们的后院内最古老、最原始的恒星，足够近被詹姆斯韦伯太空望远镜等天文台分辨。(Credit: Richard Powell; Annotation: E. Siegel)

它的大部分内部恒星突然的在130亿年前形成。

 

这张图像被欧洲南方天文台的在非常大望远镜勘察望远镜上的欧米伽相机（OmegaCAM）拍摄，显示一个被称为沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）的孤独星系。尽管考虑了沃尔夫-伦德马克-梅洛特为我们本地星系群几十个星系的一部分，但作为它最遥远的成员之一它孤独的站在群的外部边缘上。它与所有其他当地群成员的隔离是值得注意的，并帮助提供一个独特的探究我们的宇宙过去的窗口。(Credit: ESO; Acknowledgement: VST/OmegaCAM Local Group Survey)

这些恒星是极端原始的，有仅在太阳中发现的重元素的0.6%。

 

这里在矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）的外围，有被在非常大望远镜勘察望远镜上的欧洲南方天文台的欧米伽相机揭示的能被看到的各种颜色和亮度的恒星。这个星系是如此孤立以致自130亿年前形成以来它可能从未与任何其他星系相互作用或合并，在它之内最贫金属的恒星突出在这里，支持这一图片。(Credit: ESO; Acknowledgement: VST/OmegaCAM Local Group Survey)

新恒星仍然在内部零星的形成，但那些“老”恒星代表了一个遗迹的古老的群。

沃尔夫-伦德马克-梅洛特的唯一已知的球状星团是同样的古老而且贫金属的。

 

这个看起来令人印象深刻的球状星团不属于银河系，而是属于位于约304万光年外的矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特。它极端的贫金属，但由于某种原因是唯一已知的属于沃尔夫-伦德马克-梅洛特的球状星团。(Credit: NASA, ESA/Hubble, and J. Schmidt (Geckzilla))

但詹姆斯韦伯太空望远镜的新观望提供惊人的新洞察。

 

这一观望代表詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机的矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特的观望，它位于本地群的外围。在这个星系内的尘埃被不对称的分布，恒星也是如此。这幅图像的左侧区域位于更靠近这个星系中心的位置，而右侧代表距离更远的区域，因此更原始的。(Credit: NASA, ESA, CSA, K. McQuinn (RU); Processing: Z. Levay (STScI))

这是一个胜过斯皮策之前的红外观望的很大改进。

 

由斯皮策太空望远镜的红外阵列照相机（左）和詹姆斯韦伯的近红外太空望远镜（右）捕获的部分矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）。这些图像展示韦伯的来分辨银河系外的暗淡恒星的非凡能力。在分辨率、聚光能力和滤光片数量方面令人难以置信的并排改进都能被甚至一只未经训练的眼睛立即看到。(Credit: NASA, ESA, CSA, IPAC, Kristen McQuinn (RU); Image Processing: Zolt G. Levay (STScI), Alyssa Pagan (STScI))

甚至它的微弱的暗成分恒星被容易的分辨。

矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特(WLM)距离银河系、仙女座和三角座星系几百万光年远，在我们的本地星系群中是极端孤立的。在里面揭示的恒星大体上很久以前一下子形成，这意味当我们以充分详细检查这个星系时我们正在有效的看回来自早期宇宙的一个遗迹，这是詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机仪器提供的。(Credit: NASA, ESA, CSA, Kristen McQuinn (RU); Image processing: Zolt G. Levay (STScI))

詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机揭示成千个单独的天体。

 

这个来自矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）内高密度恒星区域包含一些明亮的更高亮度恒星，但大多数出现在这里的恒星是非常古老和非常贫金属的，使磨练在这些群上的天文学家来发现关于当宇宙只有几亿岁老时这样的恒星怎样形成和进化的许多事实。Credit: NASA, ESA, CSA, Kristen McQuinn (RU); Image processing: Zolt G. Levay (STScI))

 

低密度区域展示更多的原始的恒星群。

 

矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特内的低恒星和尘埃密度区域被发现靠近周边，自从130亿年前的一次大爆发以来已经几乎没有经历了恒星的形成。研究这些古老的恒星能帮助我们了解恒星怎样在早期宇宙中形成，那时自热大爆炸以来还不到10亿年。(Credit: NASA, ESA, CSA, Kristen McQuinn (RU); Image processing: Zolt G. Levay (STScI))

最尘埃的区域提出冲压压力剥离。

 

矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）中最尘埃的部分显示少量静止的、正在进行的恒星形成的证据，以及一些这种气体正在被冲压压力剥离开的证据。也许，尽管合并和相互作用一直对沃尔夫-伦德马克-梅洛特是罕见的，但在它常规遭遇的本地群内有气体的星系间物质的团块。(Credit: NASA, ESA, CSA, Kristen McQuinn (RU); Image processing: Zolt G. Levay (STScI))

偶尔，背景星系窥视过。

由詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外照相机捕获的矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）的一部分。这个区域展示一些在沃尔夫-伦德马克-梅洛特内位于的恒星，大约在300万光年之外，以及许多不同大小和距离的背景星系。宇宙甚至当我们观察一个附近的星系内时当我们用詹姆斯·韦伯太空望远镜的眼睛看时也忍不住它自己只能揭示。(Credit: NASA, ESA, CSA, Kristen McQuinn (RU); Image processing: Zolt G. Levay (STScI))

科学的洞察将揭示恒星怎样在很久以前的早期宇宙的原始环境中形成。

 

艺术家的在最初几万亿颗恒星形成、活和死亡后早期宇宙中环境的印象。虽然在早期宇宙中有光源，但光被星际/星系间的物质迅速的吸收，直到再电离完成为止。虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜可能有一天会揭示这些早期恒星的证据，但唯一可以单独分辨的恒星都位于非常接近我们自己的星系中。(Credit: NASA/ESA/ESO/W. Freudling et al. (STECF))

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-local-group-edge/