创造的耳语:韦伯对恒星超音速诞生的一瞥

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詹姆斯·韦伯太空望远镜的这张照片中的特色是赫比格-哈罗211(HH 211),这是一种以超音速穿越星际空间的双极喷气式飞机。在英仙座距离地球约1000光年的地方,该物体是最年轻和最接近的原恒星流出之一,使其成为JWST的理想目标。图片来源:ESA/Webb、NASA、CSA、T. Ray(都柏林高等研究院)

JWST对HH 211的详细红外图像揭示了一颗年轻原恒星外流的动力学,为早期恒星的形成提供了新的见解,包括喷射物质的缓慢运动和分子性质。

所谓的赫比格-哈罗天体(HHs)是发光的气体射流,标志着婴儿恒星的生长。使用NASA / ESA / CSA詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST),一个由马克斯普朗克天文学研究所(MPIA)科学家组成的国际天文学家团队获得了HH 211的壮观图像,HH 211是一种双极喷气式飞机,以超音速穿越星际空间。在英仙座距离地球约1000光年的地方,该物体是最年轻和最接近的原恒星流出之一,使其成为JWST的理想目标。

赫比格-哈罗天体简介

赫比格-哈罗天体围绕着新生恒星,当恒星风或从这些新生恒星喷出的气体射流形成冲击波,与附近的气体和尘埃高速碰撞时,就会形成。HH 211的一张令人兴奋的JWST新图像揭示了一颗0级原恒星的流出,这是我们太阳的幼稚类似物,当时它不超过几万年的历史,质量只有现在太阳的8%(它最终会成长为像太阳一样的恒星)。原恒星尚未达到核聚变阶段。

 

红外成像和恒星洞察

红外成像在研究新生恒星及其流出方面非常强大,因为这些恒星总是仍然嵌入它们形成的分子云的气体中。恒星流出的红外辐射穿透了遮蔽的气体和尘埃,使像HH 211这样的赫比格-哈罗天体成为使用JWST灵敏红外仪器进行观测的理想选择。由湍流条件激发的分子,包括分子氢、一氧化碳和一氧化硅,会发出红外光,JWST可以收集这些红外光来绘制出流出的结构。

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HH 211的图像以前所未有的细节显示了东南(左下)和西北(右上)的一系列弓形激波,由气体碰撞引发的辐射,以及驱动它们的嵌入式狭窄双极射流。这一系列的冲击事件表明,通过落下的尘埃和气体,气体的偶发性释放与原恒星的生长直接相关。图片来源:ESA/Webb、NASA、CSA、T. Ray(都柏林高等研究院)

JWST公布的细节

使用NIRCam仪器拍摄的图像展示了东南(左下)和西北(右上)的一系列弓形激波,即由气体碰撞引发的辐射,以及嵌入的狭窄双极射流,以前所未有的细节为它们提供动力 – 大约是HH 211之前任何图像的5到10倍的空间分辨率。这一系列的冲击事件表明气体的偶发性释放,这与原恒星的生长直接相关。

流观测和双星可能性

可以看到内部喷流在中央原恒星的两侧以镜像对称性“摆动”。这与较小尺度的观测结果一致,并表明原恒星实际上可能是一颗未分辨的双星。

“JWST的这种观察不仅会产生令人惊叹的图像。它们还为我们提供了一种工具,可以以前所未有的细节研究恒星直接前身的成熟,“德国海德堡马克斯普朗克天文学研究所(MPIA)所长托马斯·亨宁说。“因此,这些观测结果为我们了解恒星形成提供了宝贵的信息。

观测气体运动的进展

早期用地面望远镜对HH 211的观测通过测量发射辐射的波长偏移来显示气体沿流出的运动。现在,研究小组分别在激波激发的氢和一氧化碳的光下发现了巨大的红移(西北)和蓝移(东南)弓形激波和空腔状结构,以及在一氧化硅的光下发现了打结和蜿蜒的双面射流。通过JWST上的NIRCam和NIRSpec的这些新观测,研究人员发现,与类似但更进化的原恒星相比,该物体的气体流动相对较慢。

流出速度测量

研究小组测量了最内层流出结构的速度大约为每秒80至100公里。然而,这些流出部分与它们碰撞的主要材料(冲击波速度)之间的速度差异要小得多。他们得出的结论是,从最年轻的恒星(例如HH 211中心的恒星)流出的流出物主要由分子组成,因为冲击波速度相对较低,这些冲击波速度不足以将分子分解成更简单的原子和离子。

更多信息

参与这项研究的MPIA科学家是H. Beuther (Co-I),Th. Henning,M. Güdel(也是瑞士苏黎世联邦理工学院和奥地利维也纳大学)和G. Perotti。

天文学家观测了HH 211,作为JWST第1周期观测计划1257的一部分,“年轻的原恒星流出HH211”(PI:Thomas Ray)。

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)是世界领先的太空研究天文台。JWST是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和CSA(加拿大航天局)领导的一项国际计划。

近红外相机(NIRCam)和近红外光谱仪(NIRSpec)是JWST的四种科学仪器中的两种。NIRCam是JWST的主要近红外成像仪,为各种研究提供高分辨率成像和光谱学。NIRSpec 提供近红外(0.6 至 5.0 微米)的低、中和高分辨率光谱观测。它是由欧洲工业界根据欧空局的规格建造的。MPIA提供了过滤器和光栅轮的机构。

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