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韋伯太空望遠鏡揭開恆星誕生的面紗–船底座星雲

  • 上版日期:111-07-13

美東時間7月12日早上10時30分在NASA直播中發布的船底座星雲影像中所看到的這片由「山」和「谷」組成、繁星點點閃爍的景象,實際上是船底座星雲中一個名為NGC 3324疏散星團的年輕恆星形成區域之邊緣。NGC 3324距離地球約7,600光年,位於船底座星雲的西北角,於1826年由James Dunlop首次編入目錄。這張在NASA韋伯太空望遠鏡的近紅外相機(NIRCam)和中紅外儀器(MIRI)的拍攝下,首次揭露了前所未見的恆星誕生區域。
 
這張看似3D的影像,看起來就像在月光照射下的崎嶇山脈稱為「宇宙懸崖(Cosmic Cliffs)」,懸崖的輪廓實際上是由位於星雲內極大質量、熾熱的年輕恆星發出的強烈紫外線輻射和恆星風把周圍的氣體與塵埃加熱、往外吹,其形成的電離氣體和熱塵埃推擠星雲中其他的氣體和塵埃之結果。在圖中上方區域所見最高的「山峰」高約7光年。而聳立在懸崖的輪廓上方的巨大柱子,則抵抗了紫外線輻射。
 
韋伯太空望遠鏡揭開了原本完全隱藏在可見光影像中的恆星孕育區和單顆恆星,韋伯太空望遠鏡的紅外觀測波段可以穿透宇宙塵埃看到這些天體。在這張影像中清晰可見的原恆星噴流從其中一些年輕恆星中噴射出。圖中黑暗、塵埃飛揚區域中的紅點是最年輕的恆星。在恆星形成的過程中最早、最快速的階段是很難被捕捉到的,但韋伯太空望遠鏡極致的靈敏度、空間解析力和成像能力,可以記錄到這些難以捉摸的事件。
 
NGC 3324的觀測將揭開恆星形成的過程。電離氣體和熱塵埃往外吹時,推擠星雲中其他的氣體和塵埃,若遇到任何不穩定的物質,增加的壓力將觸發物質塌縮並形成新的恆星。相反地,增加的壓力也可能擠掉某些區域的物質而變得更稀薄,反而阻止恆星的形成。這是觸發恆星形成與否間非常微妙的平衡。韋伯將解決現代天體物理學中一些重大而開放的問題,例如:是什麼因素決定某個區域形成的恆星數量?為什麼恆星會以一定的質量形成? 
 
韋伯太空望遠鏡還將揭開恆星形成對巨大氣體和塵埃雲演化的影響,大質量恆星因伴隨著狂烈的恆星風和高能量輻射,影響通常顯而易見,但我們卻對低質量恆星的影響所知甚少,當它們形成時,這些較小的恆星產生狹窄、反向的噴流,這些噴流會向周圍的雲氣注入大量的動量和能量,這將減少星雲物質孕育新恆星的比例,科學家期待韋伯太空望遠鏡獲得關於它們在整個星雲中的數量和影響的完整普查。
 
藉由NIRCam清晰的解析力和無與倫比的靈敏度,揭開先前所隱藏的恆星,甚至更多的背景星系。在MIRI的視野中,年輕的恆星和其行星形成圓盤在中紅外線中呈現粉紅色和紅色明亮的光芒,並發現恆星大規模噴流和氣體流的來源。透過MIRI,懸崖輪廓的熱塵埃、碳氫化合物和其他化合物會發光,呈現出如鋸齒狀岩石的外觀。這張影像將為恆星孕育區如何工作,以及新恆星如何誕生提供了新的見解。(編譯/趙瑞青)
見圖說圖說:韋伯太空望遠鏡所拍攝船底座星雲中NGC 3324的影像


資料來源:NASA

臺北e大數位學習網:探索太空的眼睛–太空望遠鏡