美国国家航空航天局的韦布揭开了年轻恒星形成早期的面纱

科学家们对韦布最早的标志性图像之一进行了“深入研究”，发现了数十个以前被尘埃云隐藏的年轻恒星的高能喷流和外流。这一发现标志着一个新时代的开始，即研究像太阳这样的恒星是如何形成的，以及附近大质量恒星的辐射可能如何影响行星的发展。

宇宙悬崖是NGC 3324星团内一个巨大气态空洞边缘的区域，长期以来一直被天文学家视为恒星形成的温床。虽然哈勃太空望远镜对其进行了深入研究，但NGC 3324恒星形成的许多细节在可见光波长下仍然隐藏着。韦布已经做好了充分的准备，可以梳理出这些备受追捧的细节，因为它是为了以高分辨率检测只能在红外中看到的喷流和外流而建造的。韦布的能力还使研究人员能够追踪哈勃之前捕捉到的其他特征的运动。

美国国家航空航天局詹姆斯•韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）拍摄的这张宇宙悬崖的新图像揭示了数十个以前隐藏的年轻恒星喷流和外流。这张图像从2022年7月12日公布的第一张图像中分离出了几个波长的光，这些光突出了分子氢，这是恒星形成的重要成分。右侧的插图突出了宇宙悬崖的三个区域，其中分子氢外流特别活跃。在该图像中，红色、绿色和蓝色被分配给Webb的4.7微米、4.44微米和1.87微米的NIRCam数据（分别为F470N、F444W和F187N滤波器）。

最近，通过分析特定波长的红外光（4.7微米）的数据，天文学家发现了20多个以前未知的由氢分子揭示的极年轻恒星的外流。韦布的观测发现了一系列物体，从小型喷泉到打嗝的庞然大物，这些物体距离正在形成的恒星绵延数光年。这些原恒星中的许多都准备成为低质量恒星，就像我们的太阳一样。

领导这项研究的得克萨斯州休斯顿莱斯大学的天文学家梅根•雷特说：“韦布给我们的是一张及时的快照，可以看到宇宙中一个我们以前从未见过的更典型的角落正在发生多少恒星形成。”。

分子氢是制造新恒星的重要成分，也是它们形成早期的优秀示踪剂。当年轻恒星从周围的气体和尘埃中收集物质时，大多数恒星也会以喷流和外流的形式将一小部分物质从极地再次喷出。然后，这些喷气式飞机就像扫雪机一样，向周围环境推进。在韦布的观测中可以看到分子氢被这些喷流扫掠并激发。

图森亚利桑那大学的合著者Nathan Smith解释道：“像这样的喷流是恒星形成过程中最令人兴奋的部分的路标。我们只在原恒星活跃吸积的短暂时间窗口内看到它们。”。

之前对喷流和外流的观测主要着眼于附近区域和更进化的物体，这些物体在哈勃望远镜看到的视觉波长中已经可以探测到。韦布无与伦比的灵敏度允许对更远的区域进行观测，而其红外优化探测到了较年轻阶段的尘埃采样。这为天文学家提供了一个前所未有的视角，了解类似于我们太阳系诞生地的环境。

Reiter补充道：“这为在詹姆斯•韦伯太空望远镜之前一直看不见的相当典型的宇宙环境中观察这些新生恒星种群打开了可能的大门。”。“现在我们知道下一步该去哪里探索哪些变量对类太阳恒星的形成很重要。”

这段非常早期的恒星形成时期尤其难以捕捉，因为对于每一颗恒星来说，这都是一个相对短暂的事件——在数百万年的恒星形成过程中，只有几千到10000年。

帕萨迪纳加州理工学院的团队成员Jon Morse分享道：“在7月首次发布的图像中，你可以看到这种活动的迹象，但只有当你开始深潜时，这些喷气式飞机才能看到——从每个不同的过滤器中解剖数据，并单独分析每个区域。”。“这就像是在寻找埋藏的宝藏。”

在分析韦布的新观测结果时，天文学家们也在深入了解这些恒星形成区域的活跃程度，即使在相对较短的时间内也是如此。通过将韦布捕捉到的该地区先前已知的外流位置与哈勃16年前的档案数据进行比较，科学家们能够追踪喷流的移动速度和方向。

这项科学是根据韦布早期释放观测计划中收集的观测结果进行的。该论文于2022年12月发表在《皇家天文学会月报》上。

詹姆斯•韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学观测站。韦布将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦布是由美国国家航空航天局及其合作伙伴欧空局和加拿大航天局领导的一个国际项目。