看见宇宙的微笑:韦伯望远镜新红外图像展示星系合并引发的恒星形成

詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是为拓展我们的宇宙视野而发射的，它是由美国国家航空航天局（NASA）领导的一项国际合作项目，欧洲和加拿大的航天机构也做出了重要贡献。詹姆斯-韦伯太空望远镜距离地球约 150 万公里，通过红外线探索宇宙，揭示其他望远镜无法捕捉到的过于古老或遥远的现象。它的先进技术和战略位置使其能够对星系形成、恒星生命周期和潜在宜居行星进行突破性研究。

这张 Arp 107 的合成图像是利用詹姆斯-韦伯太空望远镜的 NIRCam（近红外相机）和 MIRI（中红外仪器）的数据制作的，揭示了有关恒星形成的大量信息，以及这两个星系在数亿年前是如何相撞的。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI

新的红外图像突出显示了正在进行的合并引发的恒星形成。

Arp 107 是一对相互作用的星系，在高分辨率的红外光下闪闪发光。数亿年前发生的一次碰撞产生了连接两个星系的脆弱的气体和尘埃桥，并开始了新一轮的恒星形成，美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜清晰地捕捉到了这一过程。

对着镜头微笑一个椭圆星系和一个螺旋星系（统称为 Arp 107）之间的相互作用似乎给螺旋星系带来了更快乐的前景，这要归功于两只明亮的"眼睛"和宽阔的半圆形"微笑"。美国国家航空航天局的斯皮策太空望远镜曾于 2005 年用红外线观测过这一区域，不过，美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜以更高的分辨率显示了这一区域。这张图片是一张合成图，综合了韦伯的中红外成像仪（MIRI）和近红外相机（NIRCam）的观测结果。

这张由韦伯中红外光谱仪（MIRI）拍摄的 Arp 107 图像显示了位于右侧大型螺旋星系中心的超大质量黑洞。这个黑洞将大部分尘埃拉入轨道，同时还显示出韦伯望远镜特有的衍射尖峰，这是它发出的光与望远镜本身的结构相互作用造成的。近红外成像仪所揭示的这一区域的显著特征，也许就是数百万颗正在形成中的年轻恒星，用蓝色标出。这些恒星被尘埃状硅酸盐和称为多环芳烃的烟尘状分子所包围。左侧的小椭圆星系已经经历了恒星形成的大部分过程，由许多这样的有机分子组成。资料来源：NASA，ESA，CSA，STScI

近红外成像仪突出显示了两个星系内的恒星，并揭示了它们之间的联系：恒星和气体在穿过两个星系时被拉扯成一座透明的白色桥梁。用橙红色表示的 MIRI 数据显示了恒星形成区域和由烟尘状有机分子（多环芳香烃）组成的尘埃。近红外成像仪还提供了大螺旋星系明亮核心的快照，它是一个超大质量黑洞的所在地。

这个螺旋星系被归类为塞弗特星系，它是活跃星系中最大的两类星系之一，另外两类星系是类星体所在的星系。塞弗特星系不像类星体那样光亮和遥远，因此更便于在红外线等低能量光线下研究类似现象。

向北和向东的罗盘箭头表示图像在天空中的方位。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上往下看），天空中的北方和东方之间的关系（从下往上看）是颠倒的。比例尺标注的单位是光年，也就是光在一个地球年中的传播距离。(光传播的距离等于光柱的长度，需要 75，000 年）。一光年约等于 5.88 万亿英里或 9.46 万亿公里。本图中显示的视场直径约为 450000 光年。这幅图像显示的是不可见的近红外和中红外光波长，这些波长已被转换成可见光颜色。色键显示了收集这些光线时使用了哪些 NIRCam 和 MIRI 滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI

这对星系与车轮星系（Cartwheel Galaxy）相似，车轮星系是韦伯观测到的第一批相互作用的星系之一。Arp 107的外形可能与车轮星系非常相似，但由于较小的椭圆星系很可能是偏离中心发生碰撞，而不是直接撞击，所以螺旋星系只受到了旋臂的干扰。

碰撞并不像听起来那么糟糕。虽然之前就有恒星形成，但星系之间的碰撞可以压缩气体，改善更多恒星形成所需的条件。另一方面，正如韦伯所揭示的那样，碰撞也会分散大量气体，有可能使新恒星失去形成所需的物质。

韦伯拍摄到了这些星系的合并过程，这将需要数亿年的时间。随着两个星系在碰撞后的混乱中重建，Arp 107 可能会失去它的微笑，但它将不可避免地变成同样有趣的东西，供未来的天文学家研究。

Arp 107 位于小狮座，距离地球 4.65 亿光年。

詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是继古老的哈勃望远镜之后，观测天文学的又一次重大飞跃。JWST 将于 2021 年底发射，它不仅是一台望远镜，还是一个复杂的观测站，位于第二拉格朗日点--远离地球的光和热干扰。这样的定位，加上其大型镜面阵列和主要在红外光谱工作的精密仪器，使得韦伯望远镜能够捕捉到老式太空望远镜无法捕捉到的宇宙图像。资料来源：Adriana Manrique Gutierrez，NASA 动画制作人

编译自/scitechdaily