詹姆斯韦伯太空望远镜显示相互作用的星系不止它们看似的

为它的两年科学周年纪念日，詹姆斯韦伯太空望远镜已经在《企鹅和蛋》中解释了前所未有的细节。这里是内部的惊奇。

STARTS WITH A BANG — JULY 15, 2024

Ethan Siegel

 

这张被称为Arp 142的“企鹅和蛋”的合成图显示两个相互作用的星系，一个是贫气体的椭圆星系，另一个是（前者）富气体的螺旋星系，波长范围从0.9至15微米。在红外光中也许“企鹅”看起来更像一个海马。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

关键要点

星系远不止只是一个恒星的集合，在它们内部有气体、等离子体、星云和许多其它物质的状态存在。

当星系相互作用时，它们不仅导致快速和强烈的恒星形成的场景，还会创造潮汐和恒星流也许多其他迷人的特征。

不再被局限到可见光观测，詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机仪器(NIRCam)和中红外相机(MIRI)观望显示一个有名的相互作用星系对“企鹅和蛋”的细节，从来不像以前的。这是在里面的。

仅在两年前，詹姆斯韦伯太空望远镜发布了第一批科学图像。

这个观望展示詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机仪器和中红外相机观望之间的差异，近红外相机仪器的是远更清晰并揭示更多的天体。中红外相机观望揭示没有其他波长能够的尘埃细节，包括内部尘埃的丰度和成分，这相关到一个星系的恒星形成和生命形成潜力。在MIRI观望中，红色=富气体；蓝色=贫气体（但仍然存在）；绿色=有机分子，尤其是多环芳烃。Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI

它们用前所未有的红外光中的灵敏度结合了高分辨率。

重叠了哈勃数据（较旧的），南环星云的詹姆斯韦伯太空望远镜近红外相机仪器图像以各种方式明显的更优越：分辨率、揭示的细节、外部气体的范围等。这真的是一个壮观的像太阳这样的恒星是如何结束它们的生命的揭示以及在哈勃和詹姆斯韦伯太空望远镜图像采集之间星云如何已经略微的膨胀了。Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI

许多惊奇早期起比比皆是

这张图像是从来被詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的斯蒂芬五重奏的第一张中红外图像。图像最右上角的星系显示一个明亮的尖峰图案：这是一个以前从未被揭示过的超大质量黑洞的证据。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

行星系统内的新特征被发现。

这张围绕年轻恒星北落师门尘埃的碎片盘图像来自韦伯的中红外相机。它揭示从这可恒星向外延伸到140亿英里（230亿公里）的三个嵌套带。韦伯首次揭示了以前从未被见过的内带。左侧的标签表示各个特征。在右边一个伟大的尘埃云被突出并拉出显示它在两个红外波长中：23微米和25.5微米。Credit: NASA, ESA, CSA; Processing: A. Gáspár (University of Arizona) &Alyssa Pagan (STScI)

单个星系的距离记录都被打破。

在顶部的插图框中，JADES-GS-z14-0被发现位于一个更近、更亮、更蓝的星系后面（刚好在右侧）。只有通过有令人难以置信的分辨率的光谱学的力量，能够分隔开这两个来源，这个创纪录的遥远天体的性质可以被确定。它的光当宇宙仅2.9亿岁老时来到我们，刚好它目前年龄的2.1%。Credit: S. Carniani et al. (JADES collaboration), arXiv:2405.18485, 2024

以及最早的星系团。

这里显示了是已被识别的原星团A2744z7p9OD的成员的星系，这些星系轮廓在詹姆斯韦伯太空望远镜的星系团Abell 2744的观望中它们的位置上方。在大爆炸后刚好6.5亿年，它是从来识别的最古老的星系团。这是早期的，但与当最早的原星团何时应该从最初最密集的区域浮现的仿真是一致的。Credit: NASA, ESA, CSA, Takahiro Morishita (IPAC); Processing: Alyssa Pagan (STScI)

但在相互作用的星系内也浮现了壮观的特征。

在这个图像中，从斯蒂芬五重奏的相互作用的一个成员星系撕裂的恒星流闪闪发光，而背景星系则从远更外照耀。形成的新恒星可能引力上仍然不被束缚和不受干扰长时间，但只要它们持续存在，将形成毕竟在它们内没有暗物质的恒星集合（或星系）。Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI

用近红外相机仪器和中红外相机观望，光学上不可见的功能辉煌的照耀了。

这对处在一个合并过程中的相互作用星系被称为IC 1623，在这里被詹姆斯韦伯太空望远镜成像。来自詹姆斯韦伯太空望远镜的三台仪器中红外相机、近红外光谱仪和中红外相机仪器的数据被用于构建这张图像。在中心正在进行的星爆产生强烈的红外辐射。Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus & A. Evans; Acknowledgement: R. Colombari

以前，星系对Arp142——企鹅和蛋被哈勃望远镜观望过。

这对相互作用的星系被编目为Arp 142，在哈勃太空望远镜揭示了这两个成员星系的观望后被标榜为“企鹅和蛋”：延伸的NGC 2936和紧凑的NGC 293 7。Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

为庆祝它的两周年，詹姆斯韦伯太空望远镜发布了一幅近红外相机仪器图像，

这张企鹅和蛋的近红外相机仪器观望显示一个烟雾一样的出现，而企鹅的“眼睛”明亮的照耀：对应到直到或许7500万年前刚好一个正常出现的螺旋星系中心的位置。与“蛋”星系的引力遭遇已经扭曲了并膨胀更小质量的螺旋星系成现在这里看到的形状。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

一个中红外相机图像，

在中红外光中，企鹅看起来更像一匹海马，以冷尘埃统治星系的外观，而蛋出现更小、更紧凑：大体被它之内更冷、更老的恒星照亮。在比近红外相机仪器图像远更长的波长上，中红外相机的分辨率远更低，但仍然揭示壮观的清晰特征。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

还有这个发生在3.26亿光年外的星系相遇的合成图像。

在这个合成图像中，近红外相机仪器和中红外相机数据被一起结合来产生这个图像，它比要么近红外相机仪器要么中红外相机图像靠它们自己更富细节。虽然中红外相机和近红外相机仪器特征在整个企鹅上是清楚的表现的，但仅蛋的中心有一个中红外相机贡献。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

更大的星系企鹅展示严重的扩展的特征：打结的气体，这触发新的恒星形成剧集。

这个三面板动画显示哈勃（可见光）、近红外相机仪器（近红外光）和近红外相机仪器+中红外相机复合（均为詹姆斯韦伯太空望远镜光）图像叠加在彼此之上，突出Arp 142的企鹅成分内存在的各种特征。Credits: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); NASA, ESA, CSA, STScI; Processing: E. Siegel

与此同时，蛋是相对的不被干扰：一个质量更大、紧凑的椭圆星系，几乎没有剩下气体。

这个三面板动画显示哈勃（可见光）、近红外相机仪器（近红外光）和近红外相机仪器+中红外相机复合（均为詹姆斯韦伯太空望远镜光）图像叠加在彼此之上，突出Arp 142的蛋成分内存在的各种特征。请注意，只有背景星系和蛋的绝对中心被中红外相机图像影响。Credits: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); NASA, ESA, CSA, STScI; Processing: E. Siegel

在附近，星系PGC 1237172的边缘1亿光年更近躺着：贫尘埃对中红外相机几乎是不可见的。

这个三面板动画显示哈勃（可见光）、近红外相机仪器（近红外光）和近红外相机仪器+中红外相机复合（均为詹姆斯韦伯太空望远镜光）图像叠加在彼此之上，突出在星系PGC 1237172边缘内存在的各种特征。对中红外相机的眼睛星系本身几乎是看不见的。Credits: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); NASA, ESA, CSA, STScI; Processing: E. Siegel

企鹅从前一个呈螺旋的，在红外光中伸展出去成一个海马一样的外观。

这三个观望显示作为是Arp 142部分的企鹅星系的可见光（左）、近红外（中）和中红外（右）观望。该星系在中红外光中呈现一个海马一样的外观，因为多环芳烃、古老的冷恒星和冷尘埃被强调。Credits: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); NASA, ESA, CSA, STScI; Composition: E. Siegel

烟雾一样的外观揭示多环芳烃：可能是生命的前体的复杂有机分子。

来自 詹姆斯韦伯太空望远镜的这个带注释的合成观望一起显示近红外相机仪器中红外相机数据，突出在更红色中更长波长特征和在蓝色中更短波长特征。特别是企鹅展示了各种各样的气态和恒星特征，展示它被这种引力遭遇多严重的扰乱。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

最终，讽刺的是蛋将包容这只企鹅。

大多寂寞的星期一以图像、视觉和不超过200字告诉一个天文故事。

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