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韋伯望遠鏡探索星爆星系M82
美國太空總署的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡最近將目光聚焦在了編號M82星系上﹐M82距離地球1,200萬光年﹐星系整體結構不大﹐但卻是一個星形成活動的狂熱之地。相比之下﹐M82的新恆星形成速度是銀河系的10倍被歸類為星爆星系。透過韋伯敏感的紅外接收器仔細觀察﹐研究團隊正在深入研究這個星系的核心以更好地理解它是如何形成恆星﹐以及這種極端活動如何影響整個星系。多年來﹐M82已經獲得了各種觀測。美國太空總署的史匹哲太空望遠鏡和哈伯太空望遠鏡都觀察過這個目標。而以韋伯的靈敏度及解析度﹐我們可以觀察到更新細節。以可見光而言星系中恆星的形成一直難以被觀測﹐因為它被塵埃和氣體所籠罩。幸運的是韋伯在紅外線方面有能力應對這些「混濁」的氣體及塵埃。
在紅外線照片中(見下圖右)﹐M82發光的白色核心中穿插著重塵的深棕色細絲﹐韋伯正揭示了以前一直被遮蔽的細節。更接近中心的地方﹐綠色的小斑點表示富含鐵元素區域﹐其中大多數是超新星遺跡。紅色的小斑塊表示氫分子被附近年輕恆星的輻射照亮的區域。這張影像展示了韋伯的威力。影像中的每一個白色點都是一顆恆星或一個恆星團。我們可以開始區分所有這些微小的點源﹐這使我們能夠準確地計算出這個星系中所有恆星團的數量。而在稍長的紅外波長下觀察M82時可以看到以紅色表示的細絲向上和向下延伸﹐超出了星系的盤面。這些氣態的條狀結構是從星爆核心迅速流出的強大恆星風。
M82哈伯太空望遠鏡鏡觀測了星爆星系M82(左)﹐顯示了該星系盤面﹑破碎的雲氣和熱氫氣。韋伯太空望遠鏡觀測了M82的核心(右)﹐以前所未有的細節捕捉了恆星風的結構﹐並對個別恆星和恆星團進行了解析。
這些強大恆星風是如何產生的﹖這種風(星際介質的流動)是由於快速的恆星形成和隨後的超新星爆炸所致。它如何影響其周圍的環境﹖
通過解析M82的中央部分﹐科學家可以檢查風的起源並研究風內部的熱和冷成分如何相互作用。令人驚訝的是韋伯在恆星風的條狀結構中偵測到大量多環芳香烴的化學分子﹐且這些多環芳香烴的分佈與熱游離氣體的結構相似。多環芳香烴被認為是在較冷的溫度下存活的非常小的塵埃顆粒﹐但在熱條件下會被摧毀。因此多環芳香烴不應該在如此強的輻射場中生存很長時間﹐所以也許它們一直在被不斷地補充。這挑戰了現有的理論。
在不久的將來﹐研究團隊將從韋伯望遠鏡獲得更多的M82光譜觀測數據進行分析以及補充大尺度影像。光譜數據將幫助天文學家確定恆星風的準確年齡並提供一個經驗值﹐以用來估計在星爆星系環境中﹐恆星形成的每個階段持續多長時間。在更廣泛的尺度上檢查像M82這樣的星爆星系中的活動可以加深天文學家對早期宇宙的理解。
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