19個(gè)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(duì)大自然著迷，這些螺旋星系的圖像不會(huì)幫助你擺脫你的迷戀。

這些圖像顯示了 19 個(gè)螺旋中令人難以置信的細(xì)節(jié)，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(zhì)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(jì)劃的一部分。攀巖是一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行的計(jì)劃，旨在了解氣體和恒星的形成如何與星系結(jié)構(gòu)和演化相互作用。

這些韋伯圖像是一個(gè)長(zhǎng)期存在的大型項(xiàng)目的一部分，即附近星系高角分辨率物理學(xué)（PHANGS）計(jì)劃，該計(jì)劃得到了全球150多名天文學(xué)家的支持。在韋伯拍攝這些圖像之前，PHANGS已經(jīng)充滿了來(lái)自美國(guó)宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、甚大望遠(yuǎn)鏡的多單元光譜探測(cè)器和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列的數(shù)據(jù)，包括紫外線、可見(jiàn)光和無(wú)線電光的觀測(cè)。韋伯的近紅外和中紅外貢獻(xiàn)提供了幾個(gè)新的拼圖。（美國(guó)宇航局/歐空局/美國(guó)航天局）

韋伯的四個(gè)主要科學(xué)目標(biāo)之一是研究星系如何形成和演化，而PHANGS計(jì)劃為這一努力提供了動(dòng)力。VLT、ALMA、哈勃和現(xiàn)在的JWST都為此做出了貢獻(xiàn)。

“韋伯的新形象是非凡的。即使對(duì)于幾十年來(lái)研究這些星系的研究人員來(lái)說(shuō)，它們也令人興奮。
珍妮絲·李（Janice Lee），太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所項(xiàng)目科學(xué)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(xì)節(jié)，甚至比強(qiáng)大的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡還要多，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在可見(jiàn)光、紫外線和一小部分紅外光下工作。

這是NGC 4254（Messier 99），一個(gè)距離地球約5000萬(wàn)光年的螺旋星系。它有一個(gè)特點(diǎn)，因?yàn)橐粋€(gè)螺旋臂看起來(lái)很正常，而另一個(gè)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(gè)星系的相互作用引發(fā)的。在JWST的幫助下，PHANGS計(jì)劃將幫助天文學(xué)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(fā)出紅外光的氣體和塵埃，這是JWST擅長(zhǎng)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(zhì)量黑洞是活躍的，或者它可能來(lái)自極高濃度的恒星。

“這是一個(gè)明顯的跡象，表明可能存在一個(gè)活躍的超大質(zhì)量黑洞，”德國(guó)海德堡馬克斯普朗克天文學(xué)研究所的科學(xué)家Eva Schinnerer說(shuō)?！盎蛘撸蛑行牡男菆F(tuán)是如此明亮，以至于它們已經(jīng)飽和了圖像的那個(gè)區(qū)域。

NGC 1365中心的衍射尖峰是由緊湊區(qū)域內(nèi)的大量光引起的望遠(yuǎn)鏡偽影。它是由活躍的超大質(zhì)量黑洞或銀河系中心緊密聚集的恒星引起的。NGC 1365是一個(gè)距離地球約7400萬(wàn)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(yuǎn)，它通常越年輕。年輕的恒星呈現(xiàn)藍(lán)色，并吹走了它們產(chǎn)生的氣體和塵埃的繭。

橙色團(tuán)塊表示更年輕的恒星。它們?nèi)匀槐话跉怏w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(zhì)量最大的恒星，”加拿大埃德蒙頓阿爾伯塔大學(xué)物理學(xué)教授埃里克·羅索洛夫斯基（Erik Rosolowsky）說(shuō)。

這是NGC 1672，一個(gè)距離地球約6000萬(wàn)光年的螺旋星系。它可能是一個(gè)II型塞弗特星系，盡管天文學(xué)家并不完全確定。它既有一個(gè)明亮的核，又有一個(gè)周?chē)男潜瑓^(qū)域。（NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee （STScI）、Thomas Williams （Oxford）、PHANGS Team）

這些新圖像與哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)同一星系的一些看法一起發(fā)布。這些突出了觀察不同波長(zhǎng)的光如何揭示或掩蓋星系中的不同細(xì)節(jié)。在PHANGS觀測(cè)計(jì)劃中，不同的望遠(yuǎn)鏡在可見(jiàn)光、紅外光、紫外光和無(wú)線電中觀測(cè)到星系。

由于人眼看不到紅外線，因此為不同波長(zhǎng)的光分配不同的可見(jiàn)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(fā)出的光是望遠(yuǎn)鏡可以探測(cè)到的最短波長(zhǎng)的光。它們被賦予了藍(lán)色以使其可見(jiàn)。

在哈勃圖像中，同一區(qū)域更黃，被洗掉了。該區(qū)域發(fā)出哈勃望遠(yuǎn)鏡可以感應(yīng)到的最長(zhǎng)波長(zhǎng)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(yuǎn)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(xì)節(jié)。氣體和粉塵濃度之間的大氣泡狀間隙是可見(jiàn)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(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的項(xiàng)目科學(xué)家。

她代表了我們所有人，她說(shuō)：“韋伯的新形象是非凡的。即使對(duì)于幾十年來(lái)研究這些星系的研究人員來(lái)說(shuō)，它們也令人興奮。氣泡和細(xì)絲被分解到有史以來(lái)觀察到的最小尺度，并講述了一個(gè)關(guān)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(yùn)動(dòng)的單個(gè)恒星。天文學(xué)家之所以研究這些臂，是因?yàn)樗鼈兛梢詾樾窍等绾谓ㄔ?、維持和關(guān)閉恒星形成提供關(guān)鍵的見(jiàn)解。

“這些結(jié)構(gòu)在星系的某些部分往往遵循相同的模式，”Rosolowsky補(bǔ)充道?！拔覀冋J(rèn)為這些就像波浪，它們的間距告訴我們很多關(guān)于星系如何分配氣體和塵埃的信息。

自從開(kāi)始科學(xué)運(yùn)作以來(lái)，JWST為天文學(xué)家提供了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將推動(dòng)未來(lái)幾年和幾十年的研究。這些美麗的圖像只是更大數(shù)據(jù)發(fā)布的一部分，其中包括大約100,000個(gè)星團(tuán)的目錄。

“這些圖像可以完成的分析量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們團(tuán)隊(duì)可能處理的任何東西，”阿爾伯塔大學(xué)的Erik Rosolowsky說(shuō)?！拔覀兒芨吲d能夠支持社區(qū)，以便所有研究人員都能做出貢獻(xiàn)?！?/p>

本文最初由今日宇宙.讀原文.

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