JWST 发现 625 光年外一个充满活力的“宇宙龙卷风”

新图像还有助于解开近20年来的一个谜团。
NASA’s James Webb Space Telescope observed Herbig-Haro 49/50, an outflow from a nearby still-forming star, in high-resolution near- and mid-infrared light.
美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜以高分辨率的近红外和中红外光观测了赫比格-哈罗49/50(Herbig-Haro 49/50),这是一个来自附近仍在形成中的恒星的喷流。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI

得益于美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),一个强大的“宇宙龙卷风”获得了高清化的新外观。这张今天发布的赫比格-哈罗49/50(HH 49/50)的新图像,也解答了天文学家们近20年前首次发现这一遥远天体以来一直感到好奇的问题。

HH 49/50最早是在2006年由美国宇航局(NASA)现已退役的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)观测到的。它位于与地球大约625光年之外的牧夫座(Chamaeleon constellation),天文学家们因其独特的漏斗状结构将其昵称为“宇宙龙卷风”。像这样的赫比格-哈罗天体并不罕见,但它们只在恒星早期(称为原恒星阶段)的特定条件下才会出现。

原恒星演化为遥远行星的太阳的过程包含多个阶段,跨越数百万年。在此过程中,能量的产生和消耗都极为巨大,包括赫比格-哈罗天体的形成。这些结构是在高能喷流横跨数光年与更密集物质区域碰撞后形成的。由此产生的冲击波会加热周围物质,而这些物质会通过发射红外和可见光波长的光来冷却。

当斯皮策望远镜首次发现HH 49.50时,天文学家们注意到“宇宙龙卷风”顶端有一个小而明亮的争议点。从那时起,专家们一直在争论这个模糊的神秘物体的身份。通过利用JWST强大的工具,天文学家们现在有了答案。

最新对HH 49/50的观测是迄今为止对赫比格-哈罗天体最清晰的观测之一,它结合了该太空望远镜的近红外相机(NIRCam)和中红外仪器(MIRI)拍摄的照片。据估计,这些旋转的喷流以每小时60至190英里的速度向我们喷射,由发光的二氧化碳和氢气分子以及高能宇宙尘埃组成。

This side-by-side comparison shows a Spitzer Space Telescope Infrared Array Camera image of HH 49/50 (left) versus a Webb image of the same object (right) using the NIRCam (Near-infrared Camera) instrument and MIRI (Mid-infrared Instrument). The Webb image shows intricate details of the heated gas and dust as the protostellar jet slams into the material. Webb also resolves the “fuzzy” object located at the tip of the outflow into a distant spiral galaxy. The Spitzer image shows 3.6-micron light in blue, the 4.5-micron in green, and the 8.0-micron in red (IRAC1, IRAC2, IRAC4). In the Webb image, blue represents light at 2.0-microns (F200W), cyan represents light at 3.3-microns (F335M), green is 4.4-microns (F444W), orange is 4.7-microns (F470N), and red is 7.7-microns (F770W).
这张并排的比较图显示了斯皮策太空望远镜红外阵列相机(Infrared Array Camera)拍摄的HH 49/50图像(左)与韦伯望远镜使用NIRCam(近红外相机)和MIRI(中红外仪器)拍摄的同一天体的图像(右)。韦伯望远镜的图像显示了原恒星喷流撞击物质时加热的气体和尘埃的精细细节。韦伯望远镜还分辨出喷流尖端处的“模糊”物体,原来是一个遥远的螺旋星系。斯皮策望远镜图像显示的是3.6微米的蓝光、4.5微米的绿光和8.0微米的红光(IRAC1、IRAC2、IRAC4)。在韦伯望远镜的图像中,蓝色代表2.0微米的F200W波段光,青色代表3.3微米的F335M波段光,绿色代表4.4微米的F444W波段光,橙色代表4.7微米的F470N波段光,红色代表7.7微米的F770W波段光。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、NASA-JPL、SSC

“HH 49/50中呈弧形的部分,类似于快艇产生的航迹,指向这个喷流的源头,”NASA在其公告中解释道。“根据过去的观测,科学家们推测一个名为Cederblad 110 IRS4的原恒星可能是喷流活动的驱动者。”

CED 110 IRS4可以看到在图像的右下角附近,距离HH 49/50约1.5光年。作为一个I型原恒星,天文学家估计它不超过一百万岁,正处于其增重的巅峰时期。

至于2006年首次捕捉到的那个亮点,无需专家也能辨认出JWST记录的清晰图像。 据NASA称,它是一个位于“遥远背景星系海洋”中的螺旋星系。仔细观察可以看到一个蓝色的“突出的中心核”,其中包含着年老的恒星,而螺旋臂内的红色区域则表明星系自身的气体云和原恒星。

HH 49/50与一个正面朝向的螺旋星系之间的幸运对齐,提供了一个独特的机会来观察两个宇宙天体——这种情况只有在此时此刻才能发生。考虑到HH 49/50的喷流速度,能量羽流可能在几千年内完全遮挡住这个螺旋星系。

 

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