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19個螺旋星系的令人嘆為觀止的JWST圖像揭示了令人難以置信的多樣性

如果你對大自然著迷,這些螺旋星系的圖像不會幫助你擺脫你的迷戀。

這些圖像顯示了 19 個螺旋中令人難以置信的細節,由 JWST 正面成像。擁有眾多恒星的銀河系臂被紅外光照亮,密集的星系核心也是如此,其中超大質量黑洞居住。

JWST捕獲了這些圖像,作為附近星系高角分辨率物理(PHANGS)計劃的一部分。攀巖是一個長期運行的計劃,旨在了解氣體和恒星的形成如何與星系結構和演化相互作用。

這些韋伯圖像是一個長期存在的大型項目的一部分,即附近星系高角分辨率物理學(PHANGS)計劃,該計劃得到了全球150多名天文學家的支持。在韋伯拍攝這些圖像之前,PHANGS已經充滿了來自美國宇航局哈勃太空望遠鏡、甚大望遠鏡的多單元光譜探測器和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列的數據,包括紫外線、可見光和無線電光的觀測。韋伯的近紅外和中紅外貢獻提供了幾個新的拼圖。(美國宇航局/歐空局/美國航天局)

韋伯的四個主要科學目標之一是研究星系如何形成和演化,而PHANGS計劃為這一努力提供了動力。VLT、ALMA、哈勃和現在的JWST都為此做出了貢獻。

“韋伯的新形象是非凡的。即使對于幾十年來研究這些星系的研究人員來說,它們也令人興奮。

珍妮絲·李(Janice Lee),太空望遠鏡科學研究所項目科學家。

JWST可以在近紅外(NIR)和中紅外(MIR)光下看到。這意味著它揭示了不同的細節,甚至比強大的哈勃太空望遠鏡還要多,哈勃太空望遠鏡在可見光、紫外線和一小部分紅外光下工作。

這是NGC 4254(Messier 99),一個距離地球約5000萬光年的螺旋星系。它有一個特點,因為一個螺旋臂看起來很正常,而另一個螺旋臂是伸展的,纏繞得不那么緊密。雖然不是星暴星系,但它形成恒星的速度是其他類似星系的三倍。這種快速的恒星形成速度可能是由大約2.8億年前與另一個星系的相互作用引發的。在JWST的幫助下,PHANGS計劃將幫助天文學家了解NGC 4254的歷史。(NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (Oxford)、PHANGS Team)

在這些JWST高分辨率圖像中,紅色是發出紅外光的氣體和塵埃,這是JWST擅長看到的。一些圖像在銀河系中心有明亮的衍射尖峰,這是由大量的光引起的。

這可能表明超大質量黑洞是活躍的,或者它可能來自極高濃度的恒星。

“這是一個明顯的跡象,表明可能存在一個活躍的超大質量黑洞,”德國海德堡馬克斯普朗克天文學研究所的科學家Eva Schinnerer說。“或者,朝向中心的星團是如此明亮,以至于它們已經飽和了圖像的那個區域。

NGC 1365中心的衍射尖峰是由緊湊區域內的大量光引起的望遠鏡偽影。它是由活躍的超大質量黑洞或銀河系中心緊密聚集的恒星引起的。NGC 1365是一個距離地球約7400萬光年的雙條螺旋星系。(NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (Oxford)、PHANGS Team)

星系中心附近的恒星通常比星系中的恒星要古老得多。恒星離銀河系中心越遠,它通常越年輕。年輕的恒星呈現藍色,并吹走了它們產生的氣體和塵埃的繭。

橙色團塊表示更年輕的恒星。它們仍然被包裹在氣體和灰塵的毯子中,并且仍在積極地吸積材料并形成。

“在這些地方,我們可以找到星系中最新、質量最大的恒星,”加拿大埃德蒙頓阿爾伯塔大學物理學教授埃里克·羅索洛夫斯基(Erik Rosolowsky)說。

這是NGC 1672,一個距離地球約6000萬光年的螺旋星系。它可能是一個II型塞弗特星系,盡管天文學家并不完全確定。它既有一個明亮的核,又有一個周圍的星爆區域。(NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (Oxford)、PHANGS Team)

這些新圖像與哈勃望遠鏡對同一星系的一些看法一起發布。這些突出了觀察不同波長的光如何揭示或掩蓋星系中的不同細節。在PHANGS觀測計劃中,不同的望遠鏡在可見光、紅外光、紫外光和無線電中觀測到星系。

由于人眼看不到紅外線,因此為不同波長的光分配不同的可見顏色,以使圖像有意義。在上面NGC 628的JWST圖像中,銀河系的中心充滿了古老的恒星,它們發出的光是望遠鏡可以探測到的最短波長的光。它們被賦予了藍色以使其可見。

在哈勃圖像中,同一區域更黃,被洗掉了。該區域發出哈勃望遠鏡可以感應到的最長波長的光,因此它的顏色分配與JWST不同。

NGC 628(左)和JWST成像的同一星系(右)的哈勃太空望遠鏡圖像。這兩張圖片都宏偉而鼓舞人心,信息量很大,但JWST圖片提供了更多細節。氣體和粉塵濃度之間的大氣泡狀間隙是可見的。在一些圖像中,這些可能是由超新星引起的。(NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (Oxford)、PHANGS Team)

珍妮絲·李(Janice Lee)是巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的項目科學家。

她代表了我們所有人,她說:“韋伯的新形象是非凡的。即使對于幾十年來研究這些星系的研究人員來說,它們也令人興奮。氣泡和細絲被分解到有史以來觀察到的最小尺度,并講述了一個關于恒星形成周期的故事。

這些星系都是像銀河系一樣的螺旋星系,這意味著它們巨大的臂定義了它們。旋臂更像是在太空中傳播的波浪,而不是集體運動的單個恒星。天文學家之所以研究這些臂,是因為它們可以為星系如何建造、維持和關閉恒星形成提供關鍵的見解。

“這些結構在星系的某些部分往往遵循相同的模式,”Rosolowsky補充道。“我們認為這些就像波浪,它們的間距告訴我們很多關于星系如何分配氣體和塵埃的信息。

自從開始科學運作以來,JWST為天文學家提供了大量的數據,這些數據將推動未來幾年和幾十年的研究。這些美麗的圖像只是更大數據發布的一部分,其中包括大約100,000個星團的目錄。

“這些圖像可以完成的分析量遠遠超過我們團隊可能處理的任何東西,”阿爾伯塔大學的Erik Rosolowsky說。“我們很高興能夠支持社區,以便所有研究人員都能做出貢獻。”

本文最初由今日宇宙.讀原文.

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