韦伯望远镜的最新收获:观察到新生恒星的超音速外流

2023年09月18日 06:45 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)拍摄到了赫比希-哈罗 211(HH 211)的高分辨率图像,这是一个以超音速穿越星际空间的双极喷流。该天体距离地球大约 1000 光年,位于英仙座,是最年轻、最近的原恒星外流之一,因此是 Webb 的理想目标。

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美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄到了赫比格-哈罗天体HH 211,揭示了一颗类似早期太阳的年轻原恒星的详细流出物。高分辨率图像表明这可能是一个双星系统,研究显示流出物主要由低能量冲击波产生的完整分子组成。资料来源:Adriana Manrique Gutierrez

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美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜对赫比格-哈罗 211 进行了高分辨率、近红外观测,揭示了一颗年轻恒星外流的精美细节,这颗恒星是我们太阳的幼年类似物。当恒星风或新生恒星喷出的气体喷流与附近的气体和尘埃高速碰撞形成冲击波时,就会形成赫比希-哈罗天体。这张照片以前所未有的细节展示了东南(左下)和西北(右上)方向的一系列弓形冲击波,以及为这些冲击波提供动力的狭窄双极射流。被湍流条件激发的分子,包括氢分子、一氧化碳和一氧化硅,发出韦伯收集的红外光,描绘出外流的结构。图片来源:ESA/韦伯、NASA、CSA、汤姆-雷(都柏林)

赫比希-哈罗(HH)天体是新生恒星周围的发光区域,当这些新生恒星喷出的恒星风或气体喷流与附近的气体和尘埃高速碰撞时形成冲击波。美国国家航空航天局詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的这张 HH 211 图像显示了一颗 0 级原恒星的外流,这颗原恒星是我们太阳的幼年类似物,当时它只有几万年的历史,质量只有现在太阳的 8%。(它最终会成长为一颗像太阳一样的恒星)。

红外成像与恒星物质外流

红外成像对研究新生恒星及其外流特别有效,因为这类恒星总是仍然嵌在其形成的分子云的气体中。恒星外流的红外辐射可以穿透遮挡的气体和尘埃,因此像 HH 211 这样的赫比-哈罗天体非常适合用韦伯灵敏的红外仪器进行观测。被湍流条件激发的分子,包括氢分子、一氧化碳和一氧化硅,会发出红外光,韦伯可以收集这些红外光来绘制外流的结构图。

图片展示了东南(左下)和西北(右上)方向的一系列弓形冲击,以及为其提供动力的狭窄双极射流。韦伯望远镜以前所未有的细节揭示了这一场景--空间分辨率大约是以往任何 HH 211 图像的 5 到 10 倍。在中央原恒星的两侧,可以看到内部喷流以镜像对称的方式"摆动"。这与较小尺度上的观测结果一致,并表明这颗原恒星实际上可能是一颗未被解析的双星。

早期观测和研究结果

早期利用地面望远镜对HH 211的观测发现了巨大的弓形冲击,分别向远离我们的方向(西北方向)和向我们的方向(东南方向)移动,在冲击氢和一氧化碳中分别发现了类似空腔的结构,在一氧化硅中发现了打结和摆动的双极射流。研究人员利用韦伯的新观测结果确定,与具有类似外流类型的进化原恒星相比,该天体的外流速度相对较慢。

研究小组测得最内层外流结构的速度大约为每秒 48-60 英里(每秒 80-100 公里)。然而,这些外流部分与它们碰撞的前导物质--冲击波--之间的速度差要小得多。研究人员得出的结论是,最年轻恒星的外流,比如 HH 211 中心的外流,大部分是由分子组成的,因为相对较低的冲击波速度不足以将分子分解成更简单的原子和离子。

詹姆斯-韦伯太空望远镜是世界上最重要的太空科学观测站。韦伯正在揭开太阳系的神秘面纱,眺望其他恒星周围的遥远世界,探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。韦伯望远镜是一项国际计划,由美国国家航空航天局(NASA)领导,其合作伙伴包括欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(Canadian Space Agency)。

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