詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国宇航局能力最强的太空望远镜，它以比以往任何时候都更高的分辨率拍摄了星爆M82星系的图像，用红外相机透过尘埃层窥视。下面，一张较旧的哈勃太空望远镜图像显示了JWST照片的细节较少。
照片由美国宇航局、欧空局、CSA、STScI、阿尔贝托·博拉托提供
马里兰大学领导的一个天文学家团队使用美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜调查了梅西耶82（M82），这是一个星爆星系，长期以来一直以其恒星形成活动的狂热吸引着科学家。M82位于1200万光年外的大熊座，新恒星的萌芽速度比银河系快10倍。
该团队将韦伯的近红外相机仪器NIRCam指向星爆星系的中心，以更仔细地观察促进新恒星形成的物理条件 – 这些观察也可以对早期宇宙产生更深入的了解。
“多年来，M82已经获得了各种观测结果，因为它可以被认为是典型的星暴星系，”天文学教授Alberto Bolatto说，该研究的主要作者被接受发表在 《天体物理学杂志》上。“美国宇航局的斯皮策和哈勃太空望远镜都观测到了这个目标。凭借韦伯的大小和分辨率，我们可以看到这个恒星形成的星系，并看到所有这些美丽的新细节。
UMD天文学博士生和研究合著者Serena Cronin M.S. ’23表示，她对M82的这些最新图像感到惊讶，这些图像以发光的细节捕捉了银河系的核心 – 包括许多太空尘埃的斑点 – 并追踪其银河系风的形状。
“有这么多的颠簸和摆动，我们以前看不到，即使有哈勃望远镜，也让我们更好地了解银河系风的复杂结构，”克罗宁说。“作为第一批看到这些图像的人之一，让我想起了最初吸引我进入这个领域的惊奇和发现感。”
恒星的形成仍然笼罩在神秘之中，因为这个过程可以隐藏在尘埃和气体的幕后。然而，韦伯的红外能力使得使用几种波长的光来窥视黑暗成为可能，这些光突出了星系的不同特性。
虽然即使在红外视图下，深棕色的重尘埃卷须也贯穿于M82发光的白色核心中，但韦伯的NIRCam揭示了其他望远镜视图中模糊的细节水平。在靠近中心的地方，绿色的小斑点表示铁的集中区域，其中大部分是超新星的残余物。显示红色的小斑块表示分子氢被附近年轻恒星的辐射照亮的区域。
“这张图片显示了韦伯的力量，”该研究的合著者Rebecca Levy M.S. ’17，Ph.D. ’21说。“这张照片中的每一个白点要么是一颗恒星，要么是一个星团。我们可以开始区分所有这些微小的点源，这使我们能够准确计算这个星系中的所有星团。
在稍长的红外波长下观察M82，可以看到以红色表示的团块卷须在星系平面的上方和下方延伸。这些气态流光是从星爆核心冲出的银河风。
在某种程度上，Bolatto和他的合著者想要了解这种银河系风的起源，以及冷热成分如何在风中相互作用。韦伯的NIRCam能够通过追踪多环芳烃（PAHs）的踪迹来追踪银河风的结构 – 在较冷的温度下存活但在炎热条件下被破坏的小尘埃颗粒。
令研究小组惊讶的是，韦伯对多环芳烃排放的看法突出了银河系风的精细结构——这是以前未知的方面。被描绘成红色细丝，发射从恒星形成中心所在的中心区域延伸。韦伯在近红外光下对M82的观测引发了关于恒星形成的进一步问题，该团队希望用更多的韦伯数据来回答其中一些问题，包括另一个星暴星系的数据。该团队还在撰写论文，这些论文将描述M82的恒星团和风成分之间的相关性。
该团队将很快从韦伯获得M82的光谱观测结果，并准备好进行分析，以及星系和风的补充大尺度图像。光谱数据将帮助天文学家确定星团的准确年龄，并为恒星形成的每个阶段在星暴星系环境中持续多长时间提供时间感。
UMD天文学教授Sylvain Veilleux也是该研究的合著者，他说他和Bolatto将继续使用Webb数据来研究M82和其他物体的银河风。
“这只是一个开始，因为阿尔贝托和我最近在韦伯上获得了额外的时间来观察10个已知的大规模银河系风的物体，包括M82，”Veilleux说。“我们将绘制尘埃和温暖的分子气体，以及夹带在大规模银河系风中的电离气体，以了解它们彼此之间的相对距离。
本文部分基于太空望远镜科学研究所的一篇文章
新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://today.umd.edu/umd-led-astronomy-team-shows-off-stunning-capabilities-of-nasas-most-powerful-space-telescope