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圖像處理：A. Pagan (空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所，STScI)
研究人員通過NASA的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡首次在紅外波長上以前所未有的高分辨率觀測(cè)鄰近星系的恒星形成、氣體和塵埃。使用這些數(shù)據(jù)，已初步收集了21篇研究論文，這些論文為我們研究宇宙中一些最小尺度的過程（恒星形成的開始）如何影響我們宇宙中最大天體（星系）的演化提供了新的見解。
在韋布空間望遠(yuǎn)鏡第一年的科學(xué)操作中，對(duì)鄰近星系的最大規(guī)模調(diào)查正在由鄰近星系高角分辨率物理學(xué)（Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies，簡稱PHANGS）合作項(xiàng)目進(jìn)行，涉及來自全球的100余名研究人員。Janice Lee是美國國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）NOIRLab計(jì)劃的雙子座天文臺(tái)（ Gemini Observatory ）的首席科學(xué)家，也是隸屬于亞利桑那大學(xué)（University of Arizona）的天文學(xué)家，她領(lǐng)導(dǎo)了韋布空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)工作。
該團(tuán)隊(duì)正在研究19個(gè)螺旋星系的不同樣本，在韋布空間望遠(yuǎn)鏡啟動(dòng)科學(xué)操作的最初幾個(gè)月里，對(duì)其中5個(gè)目標(biāo)：M74、NGC 7496、IC 5332、NGC 1365和NGC 1433進(jìn)行了觀測(cè)。相關(guān)觀測(cè)結(jié)果已經(jīng)讓天文學(xué)家大感震驚。
美國約翰·霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）的研究小組成員David Thilker表示：“我們所觀測(cè)到的精細(xì)結(jié)構(gòu)的高清晰度著實(shí)讓我們大吃一驚?！?加拿大阿爾伯塔大學(xué)（University of Alberta）的團(tuán)隊(duì)成員Erik Rosolowsky表示：“我們直接觀測(cè)到了年輕恒星形成的能量是如何影響它們周圍的氣體的，這實(shí)在是很了不起?！?
在這張來自MIRI的圖像中，NGC 7496的螺旋臂充滿了相互重疊的洞穴狀氣泡和外殼。這些細(xì)絲和空心腔是年輕恒星正在釋放能量的證據(jù)，在某些情況下，還會(huì)吹走它們周圍星際介質(zhì)的氣體和塵埃。在這張NGC 7496的圖像中，藍(lán)色、綠色和紅色分別表示韋布空間望遠(yuǎn)鏡在波長7.7、10和11.3和21微米的MIRI數(shù)據(jù)（分別為F770W、F1000W和F1130W和F2100W）。 圖像來源：NASA、ESA、CSA和J. Lee (NOIRLab)。 圖像處理：A. Pagan (STScI) 來自韋布空間望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀器（Mid-Infrared Instrument，簡稱MIRI）的圖像揭示了這些星系中高度結(jié)構(gòu)化特征的網(wǎng)絡(luò)的存在：發(fā)光的塵埃腔和排列在螺旋臂上的巨大的洞穴狀氣泡。在觀測(cè)到的鄰近星系的一些區(qū)域，這張?zhí)卣骶W(wǎng)似乎是由年輕恒星釋放能量的單獨(dú)和重疊的殼層和氣泡組成的。 來自加州大學(xué)圣地亞哥分校（University of California, San Diego）的團(tuán)隊(duì)成員Karin Sandstrom表示：“在哈勃空間望遠(yuǎn)鏡成像中一片漆黑的區(qū)域在這些新的紅外圖像中呈現(xiàn)出精致的細(xì)節(jié)，使我們能夠研究星際介質(zhì)中的塵埃如何吸收形成恒星的光，并將其以紅外形式發(fā)射出去，照亮了復(fù)雜的氣體和塵埃網(wǎng)絡(luò)?！? 研究這些結(jié)構(gòu)所需的高分辨率成像技術(shù)長期以來一直困擾著天文學(xué)家，直到韋布空間望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)。 來自俄亥俄州立大學(xué)（Ohio State University）的團(tuán)隊(duì)成員Adam Leroy補(bǔ)充道：“PHANGS團(tuán)隊(duì)花了數(shù)年時(shí)間，使用NASA的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, 簡稱ALMA）和甚大望遠(yuǎn)鏡（Very Large Telescope，簡稱VLT）的多單元光譜探測(cè)器（Multi Unit Spectroscopic Explorer，簡稱MUSE），在光學(xué)、射電和紫外線波長上觀測(cè)這些星系。然而，一顆恒星生命周期的最初階段一直處于我們的視野之外，因?yàn)樵撨^程被包裹在氣體和塵埃云中。” 韋布空間望遠(yuǎn)鏡強(qiáng)大的紅外探測(cè)能力能夠穿透塵埃將缺失的碎片連接起來。 例如，MIRI（波長為7.7微米和11.3微米）和韋布空間望遠(yuǎn)鏡的近紅外相機(jī)（Webb’s Near-Infrared Camera）（波長為3.3微米）可觀測(cè)到的特定波長對(duì)多環(huán)芳烴的排放非常敏感，多環(huán)芳烴在恒星和行星的形成中起著關(guān)鍵作用。韋布空間望遠(yuǎn)鏡在PHANGS項(xiàng)目的首次觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了這些分子。 在最精細(xì)的尺度上研究這些相互作用，有助于我們深入了解星系如何隨著時(shí)間的推移而演化的更大圖景。 在MIRI對(duì)NGC 1365的觀測(cè)中，星際介質(zhì)中的塵埃和氣體團(tuán)塊吸收了形成恒星的光，并以紅外線將其發(fā)射出去，照亮了一個(gè)由洞穴狀氣泡和絲狀殼組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這些氣泡和絲狀殼受到年輕恒星向星系的旋臂釋放能量的影響。在這張NGC 1356的圖像中，藍(lán)色、綠色和紅色被分別表示韋布空間望遠(yuǎn)鏡在波長為7.7、10、11.3和21微米處的MIRI數(shù)據(jù)（分別為F770W、F1000W和F1130W和F2100W）。 圖像來源：NASA、ESA、CSA和J. Lee (NOIRLab)。 圖像處理：A. Pagan (STScI) 來自馬克斯·普朗克天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy）的Eva Schinnerer是PHANGS合作項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，她表示：“這些觀測(cè)數(shù)據(jù)被認(rèn)作是財(cái)政項(xiàng)目的一部分，因此當(dāng)它們?cè)诘厍蛏媳挥^測(cè)和接收到時(shí)，我們就可以向公眾開放提供這些數(shù)據(jù)?！? PHANGS團(tuán)隊(duì)將致力于創(chuàng)建和發(fā)布數(shù)據(jù)集，將韋布空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)與之前從其他天文望遠(yuǎn)鏡獲得的每個(gè)補(bǔ)充數(shù)據(jù)集相匹配，以幫助加速更廣泛的天文學(xué)界的發(fā)現(xiàn)。 Lee表示：“多虧了韋布空間望遠(yuǎn)鏡的高分辨率，我們能夠首次對(duì)恒星的形成進(jìn)行全面的普查，并對(duì)本星系群以外鄰近星系的星際介質(zhì)氣泡結(jié)構(gòu)進(jìn)行盤點(diǎn)。這項(xiàng)普查工作將有助于我們了解恒星的形成及其反饋如何在星際介質(zhì)上留下印記，然后產(chǎn)生下一代恒星，或者它實(shí)際上如何阻礙下一代恒星的形成?！? PHANGS團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究是普通觀測(cè)項(xiàng)目2107（ General Observer program 2107）的一部分。該團(tuán)隊(duì)最初的發(fā)現(xiàn)，包括21項(xiàng)單獨(dú)的研究，已于近期發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》（ The Astrophysical Journal Letters）的特刊上。 詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡是世界上首屈一指的空間科學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡。韋布空間望遠(yuǎn)鏡將解決太陽系中的謎團(tuán)，觀測(cè)其他恒星周圍的遙遠(yuǎn)世界，探索宇宙的神秘結(jié)構(gòu)和起源，以及我們?cè)谟钪嬷械奈恢?。韋布空間望遠(yuǎn)鏡是由NASA及其合作伙伴ESA和CSA領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際項(xiàng)目。 來源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-reveals-intricate-networks-of-gas-and-dust-in-nearby-galaxies標(biāo)簽： 空間望遠(yuǎn)鏡 星際介質(zhì) 高分辨率
