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[星宇奥秘] NASA 詹姆斯·韦伯空间望远镜深空探索记录

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发表于 2022-8-3 21:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 invensys 于 2022-8-3 22:22 编辑

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NASA韦伯空间望远镜首张深空红外图像
这张被称为韦伯第一深场的星系团SMACS0723的图像充满了细节。

数千个星系——包括在红外线中观测到的最微弱的物体——首次出现在韦伯的视野中。这片广阔的宇宙覆盖了一片天空,它的大小和地面上某个人在一臂距离外捧着的一粒沙子差不多。

韦伯的近红外相机(NIRCam)拍摄的这个深场是由不同波长的图像合成而成的,总共耗时12.5小时——在红外波长上达到的深度超过了哈勃太空望远镜需要花费数周时间才能到达最深处的视野。

这张照片显示的是46亿年前出现的星系团SMACS 0723。这个星系团的总质量就像一个引力透镜,放大了它后面远得多的星系。韦伯的NIRCam让这些遥远的星系清晰地聚焦在一起——它们有以前从未见过的微小而模糊的结构,包括星团和漫射特征。随着韦伯寻找宇宙中最早的星系,研究人员将很快开始了解更多关于星系的质量、年龄、历史和组成的信息。


图片来源:NASA、ESA、CSA 和 STScI



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 楼主| 发表于 2022-8-3 21:26 | 显示全部楼层
詹姆斯·韦伯太空望远镜在车轮星系捕捉到了恒星体操

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一个巨大的粉红色斑点星系,像一个轮子,内部有一个小的椭圆形的内环,中间是尘土飞扬的蓝色。左边有两个较小的螺旋星系,在黑色背景下大小大致相同。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI


NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察了混乱的车轮星系,揭示了有关恒星形成和星系中心黑洞的新细节。韦伯强大的红外观测产生了这张车轮星系和两个较小伴星系的详细图像,背景是许多其他星系。这张图片提供了一个新的视角,展示了车轮星系在数十亿年中是如何变化的。

车轮星系位于约5亿光年外的玉夫座中,是一个罕见的景象。它的外观,很像马车的车轮,这是一个激烈事件的结果——一个大的螺旋星系和一个在这张照片中看不到的小星系之间的高速碰撞。星系比例的碰撞会导致所涉及的星系之间发生一系列不同的、较小的事件;车轮星系也不例外。

这次碰撞最显著地影响了星系的形状和结构。车轮星系有两个环——一个明亮的内环和一个环绕的彩色环。这两个环从碰撞中心向外扩展,就像池塘里扔了一块石头后的涟漪。由于这些独特的特征,天文学家将其称为“环状星系”,这种结构不像银河系这样的螺旋星系那样常见。

明亮的核心包含大量热尘埃,最亮的区域是巨大的年轻星团的家园。另一方面,膨胀了约4.4亿年的外环,主要由恒星形成和超新星组成。当这个外环膨胀时,它会冲向周围的气体并引发恒星的形成。

包括哈勃太空望远镜在内的其他望远镜此前也曾对车轮星系进行过观测。但这个引人注目的星系一直笼罩在神秘之中——也许是字面意思,因为有大量的灰尘遮挡了视线。韦伯凭借其探测红外光的能力,现在对车轮星系的性质有了新的认识。

韦伯的主要成像仪近红外相机(NIRCam)在0.6到5微米的近红外范围内观察,可以看到关键波长的光,可以显示比可见光中观察到的恒星更多的恒星。这是因为年轻的恒星,其中许多是在外环形成,在红外线下观察时,较少受到尘埃的遮挡。在该图像中,NIRCam数据为蓝色、橙色和黄色。该星系显示出许多单独的蓝点,这些蓝点是单独的恒星或恒星形成的口袋。NIRCam还揭示了较老恒星群和核心致密尘埃的平滑分布或形状与外部较年轻恒星群的块状形状之间的差异。


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这张来自韦伯的中红外仪器(MIRI)的图像显示了一组星系,包括一个被称为车轮星系的大型扭曲环状星系。车轮星系位于5亿光年之外的玉夫座,由明亮的内环和活跃的外环组成。虽然这个外环有很多恒星形成,但中间的尘埃区域显示了许多恒星和星团。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team


然而,要了解星系中尘埃的更详细细节,需要使用韦伯的中红外仪器(MIRI)。MIRI数据在合成图像中显示为红色。它揭示了车轮星系内富含碳氢化合物和其他化合物的区域,以及硅酸盐尘埃,就像地球上的大部分尘埃一样。这些区域形成了一系列螺旋辐条,基本上形成了星系的骨架。这些辐条在2018年发布的之前哈勃观测中很明显,但在这张韦伯图像中,它们变得更加突出。

韦伯的观察结果强调了车轮星系正处于一个非常短暂的阶段。该星系可能是一个正常的旋涡星系,就像银河系在碰撞前一样,将继续转变。虽然韦伯为我们提供了车轮星系当前状态的快照,同时也让我们了解了这个星系过去发生了什么,以及它在未来将如何演变。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团,展望其他恒星周围的遥远世界,探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴 ESA和CSA领导的一项国际计划。


参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/god ... he-cartwheel-galaxy

By : NASA 中文
Tags: 宇宙 星系 每日一图 戈达德太空飞行中心 Image of the Day Universe Goddard Space Flight Center Galaxies 詹姆斯·韦伯太空望远镜 James Webb Space Telescope
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 楼主| 发表于 2022-8-23 15:16 | 显示全部楼层
詹姆斯·韦伯太空望远镜的木星图像展现了极光、雾霾

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韦伯的NIRCam从三个滤镜——F360M(红色)、F212N(黄绿色)和F150W2(青色)拍摄的木星合成图像,并校准了经因行星自转而形成的误差。
影像来源:NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Judy Schmidt.

伴随着巨大的风暴、强风、极光以及极端的温度和压力条件,木星发生了很多事情。现在,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了这颗行星的新图像。韦伯对木星的观测将为科学家提供更多关于木星内部生命的线索。

“说实话,我们真的没想到它会这么好。”加州大学伯克利分校名誉教授、行星天文学家伊姆克·德·佩特说。德帕特尔与巴黎天文台教授蒂埃里·福切特一起领导了对木星的观测,这是韦伯早期发布科学计划国际合作的一部分。韦伯本身是一项由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和CSA(加拿大航天局)领导的国际任务。“我们可以在一张图像中看到木星及木星环、微小卫星甚至星系的细节,这真是太不可思议了。”她说。

这两幅图像来自天文台的近红外相机(NIRCam),该相机有三个专门的红外滤光片,展示了行星的细节。由于红外光对人眼不可见,因此该光被映射到可见光谱上。通常,最长波长显示为红色,最短波长显示为蓝色。科学家与公民科学家朱迪·施密特合作,将韦伯的数据转换成图像。

在由韦伯拍摄的多幅图像合成而成的木星独立视图中,极光延伸到木星南北两极上方的高海拔地区。极光在滤镜中发出的光芒被映射为较红的颜色,这也会突出了从低层云层和高层雾霾反射的光。映射到黄色和绿色的不同滤镜显示了在北极和南极周围旋转的雾霾。第三个滤镜映射到蓝色,显示从更深的主云反射的光。

大红斑是一场大到可以吞噬地球的著名风暴,在这张视图中,它和其他云一样呈白色,因为它们反射了大量的阳光。

“这里的亮度表明高度很高——因此,大红斑和赤道地区都有高空雾霾。”韦伯太阳系观测跨学科科学家、AURA科学副总裁海蒂·哈梅尔说 。“无数明亮的白色‘斑点’和‘条纹’很可能是高空凝聚对流风暴的云顶。”相比之下,赤道地区以北的暗带几乎没有云层覆盖。
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来自木星系统的两个滤镜F212N(橙色)和F335M(青色)的韦伯NIRCam合成图像,上图为未注释图像;下图为添加了注释的图像。
影像来源:NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt.

在广角视野中,韦伯看到了木星及其微弱的光环,比这颗行星弱一百万倍,还有两颗小卫星,称为Amalthea(木卫五)和Adrastea(木卫十五)。下部背景中的模糊斑点可能是这张木星照片中的星系“光爆炸”。

“这张图片总结了我们木星系统计划的科学性,该计划研究了木星本身、它的环和它的卫星系统的动力学和化学。”加福丘特说。研究人员已经开始分析韦伯数据,以获得关于我们太阳系最大行星的新科学结果。

来自像韦伯这样的望远镜的数据并没有被整齐地打包好送到地球上。相反,它包含有关韦伯探测器上光亮度的信息。这些信息作为原始数据到达韦伯的任务和科学运营中心太空望远镜科学研究所 (STScI)。 STScI 将数据处理成经过校准的文件以进行科学分析,并将其传送到米库尔斯基太空望远镜档案馆,用于传播。然后,科学家们在他们的研究过程中将这些信息转化为这样的图像(这里有一个关于这个的播客)。虽然STScI的团队正式处理了韦伯图像以供正式发布,但被称为公民科学家的非专业天文学家也经常深入公共数据档案来检索和处理图像。

加州莫德斯托的朱迪·施密特是公民科学界的资深图像处理员,她处理了这些关于木星的新图像。为了拍摄包含这些微型卫星的图像,她与里卡多·休索合作,后者是这些观测的共同研究员,在西班牙巴斯克地区大学研究行星大气。

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来自加州莫德斯托的公民科学家朱迪·施密特正在处理来自哈勃太空望远镜等NASA航天器的天文图像。右图是明科夫斯基的作品《蝴蝶》,这是蛇夫座方向的一个行星状星云。

施密特没有正规的天文学教育背景。但10年前,ESA的一场比赛激发了她对图像处理的无限热情。“哈勃隐藏的宝藏”竞赛邀请公众在哈勃数据中发现新的珍宝。在近3,000张参赛作品中,施密特凭借一张新生恒星的照片获得了第三名。

自ESA竞赛以来,她一直将研究哈勃望远镜和其他望远镜数据作为业余爱好。“有些东西一直缠着我,我停不下来。”她说。“我可以每天花上好几个小时。”

她对天文学图像的热爱使她能够处理星云、球状星团、恒星形成区和更壮观的宇宙物体的图像。她的指导理念是:“我尽量让它看起来很自然,即使它与你的肉眼所见并不相近。”这些图像引起了包括哈默尔在内的专业科学家的注意,哈默尔此前曾与施密特合作改进哈勃彗星苏梅克-列维9号木星撞击的图像。

施密特说,木星实际上比更遥远的宇宙奇观更难处理,因为它的旋转速度非常快。当木星的独特特征在拍摄图像期间发生旋转,并且不再对齐,将一堆图像组合到一个视图中可能具有挑战性。有时她必须以数字方式进行调整,以合理的方式堆叠图像。

韦伯将对宇宙历史的每个阶段进行观测,但如果施密特必须选择一件令人兴奋的事情,那就是韦伯对恒星形成区的更多看法。她特别着迷于在被称为赫比格-哈罗天体的小星云块中产生强大喷流的年轻恒星。“我真的很期待看到这些奇怪而奇妙的新生恒星在星云中吹出空洞。”她说。

参考来源:

https://blogs.nasa.gov/webb/2022 ... case-auroras-hazes/


NASA 中文 :https://www.nasachina.cn/info/21718.html
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 楼主| 发表于 2022-8-24 21:12 | 显示全部楼层
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公民天文学家 Judy Schmidt(朱迪·施密)又来了!本月早些时候,她发布了一张经过处理的大棒旋星系(NGC 1365)图像。詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 最近观测到了这个标志性的双棒螺旋星系,这是迄今为止对该星系最详细的观察。这一次,施密特通过 Twitter 分享了一系列图像,这些图像提供了 NGC 1365 核心区域的近距离观察、显示星系长臂的广角视图,以及显示近红外和中红外波长的星系的可爱动画。

正如我们之前在今日宇宙中指出的那样,NGC 1365 是一个经过充分研究的星系,其直径为 200,000 光年(是银河系的两倍)。它以其突出的中央杆和宽臂而闻名,这使它具有 Z 状外观,以及大型尘埃云掩盖其内部结构的方式。由于这些原因,它被 JWST 选中用于观察,由于其先进的红外仪器套件,它可以更详细地观察内部。

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 楼主| 发表于 2022-8-26 11:10 | 显示全部楼层
詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到系外行星大气中的二氧化碳

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜首次捕捉到太阳系外行星大气层中存在二氧化碳的明确证据。观测到一颗气态巨行星围绕着700光年外的类太阳恒星运行,这为了解行星的组成和形成提供了重要的见解。这一发现被《自然》杂志接受发表,为未来韦伯可能能够探测和测量较小岩质行星稀薄大气中的二氧化碳提供了证据。

WASP-39b是一颗热气体巨星,质量约为木星的四分之一(约与土星相同),直径是木星的1.3倍。它的极度膨胀部分与它的高温有关(约1,600℉或900℃)有关。与太阳系中更冷、更紧凑的气态巨行星不同,WASP-39b的轨道非常接近其恒星——只有太阳和水星之间距离的八分之一——在四个地球日内完成了一次公转。2011年报告的这颗行星,是基于地面探测而被发现,这颗行星凌日或经过恒星前方时,其主星发出的光线出现了微妙的周期性变暗。

此前,包括NASA的哈勃和斯皮策太空望远镜在内的其他望远镜观测显示,该行星大气层中存在水蒸气、钠和钾。韦伯无与伦比的红外灵敏度现在也证实了这个星球上存在二氧化碳。

过滤星光

像WASP-39b这样的凌日行星,我们从侧面而不是从上方观察其轨道,可以为研究人员提供探测行星大气的理想机会。

在凌日期间,一些星光完全被行星遮住(导致整体变暗),一些星光则通过行星的大气层传播。

由于不同的气体吸收不同的颜色组合,研究人员可以分析不同波长光谱中透射光的亮度差异,以确定大气的确切成分。WASP-39 b结合了膨胀的大气和频繁的凌日,是透射光谱的理想目标。


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韦伯近红外光谱仪(NIRSpec)的一系列光变曲线显示了随着时间的推移,当行星在2022年7月10日凌日时,来自WASP-39恒星系统的三种不同波长(颜色)的光的亮度变化。
影像来源:插图: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak (STScI); 科学分析: The JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team


首次明确检测二氧化碳

研究团队使用韦伯的近红外光谱仪(NIRSpec)对WASP-39b进行观测。在这颗系外行星大气的光谱中,一个4.1到4.6微米的小山丘首次提供了清晰、详细的证据,证明在在太阳系外行星上发现了二氧化碳。

“数据一出现在我的屏幕上,巨大的二氧化碳特征就吸引了我,”约翰·霍普金斯大学研究生、JWST凌日系外行星社区早期发布科学团队团队的成员扎法尔·鲁斯塔姆库洛夫说,该团队进行了这项研究。“这是一个特殊的时刻,跨过了系外行星科学的一个重要门槛。”

以前,没有一个观测站在系外行星透射光谱的3到5.5微米范围内测量到如此多的单个颜色亮度的细微差异。获取光谱的这一部分对于测量水、甲烷和二氧化碳等气体的丰度至关重要,这些气体被认为存在于许多不同类型的系外行星中。

“在WASP-39 b上探测到如此清晰的二氧化碳信号,对于探测较小的类地行星上的大气层来说是个好兆头。”该团队的负责人、加州大学圣克鲁斯分校的纳塔莉·巴塔哈说。

了解行星大气层的组成很重要,因为它能告诉我们行星的起源和演化过程。“二氧化碳分子是行星形成过程中的敏感示踪剂。”该研究小组的另一名成员、亚利桑那州立大学的迈克·莱恩说。“通过测量这一二氧化碳特征,我们可以确定形成这颗气态巨行星使用了多少固态物质和多少气态物质。在未来十年,JWST将对各种行星进行这一测量,从而深入了解行星如何形成的细节,以及我们自己的太阳系的独特性。”


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韦伯的近红外光谱仪(NIRSpec)于2022年7月10日捕获了热气体巨系外行星WASP-39b的透射光谱,揭示了太阳系外行星存在二氧化碳的第一个明确证据。这也是迄今为止捕获的第一个详细的系外行星透射光谱,覆盖波长在3到5.5微米之间。
影像来源:插图: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak (STScI); 科学分析: The JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team


早期发布科学计划

对WASP-39b的NIRSpec棱镜观测只是一项更大调查的一部分,该调查包括使用多个韦伯仪器对该行星的观测,以及对其他两颗凌日行星的观测。这项调查是早期发布科学计划的一部分,旨在尽快为系外行星研究界提供强大的韦伯数据。

“我们的目标是快速分析早期发布的科学观测结果,并开发供科学界使用的开源工具。”牛津大学的联合研究员费雯·帕姆提尔解释说。“这使得来自世界各地的贡献成为可能,并确保未来几十年的观测将产生最好的科学成果。”

来自NASA艾姆斯研究中心的论文合著者娜塔莎·巴塔哈补充说,“NASA的开放科学指导原则以我们的早期发布科学工作为中心,支持包容、透明和协作的科学过程。”

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团,展望其他恒星周围的遥远世界,探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴 ESA和CSA领导的一项国际计划。

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/god ... xoplanet-atmosphere


NASA 中文 :https://www.nasachina.cn/info/21774.html
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 楼主| 发表于 2022-9-2 07:30 | 显示全部楼层
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JWST 拍摄了它的第一张系外行星图像
这颗系外行星 HIP 65425 b 是一颗围绕 A 型恒星运行的气态巨行星,其质量约为木星的 9 倍,距离地球约 355 光年。虽然这颗行星几乎不可能适合居住,但这些观测数据显示了 JWST 工具对于研究系外行星的强大功能。

“这是一个变革性的时刻,不仅对韦伯来说,而且对整个天文学来说也是如此,”萨沙·欣克利在美国宇航局的一篇博客文章中说。欣克利是英国埃克塞特大学物理学和天文学副教授,他通过大型国际合作领导了这些观测。该团队的初步科学论文已发布在 arXiv 上。

这颗行星最初是由智利的超大望远镜于 2017 年发现的,该望远镜使用短红外波长的光拍摄了它的图像。天文学家对用 JWST 观察这颗行星很感兴趣,因为望远镜在更长的红外波长下观察的能力可以揭示地面望远镜无法探测到的新细节。

这不是第一张从太空拍摄的系外行星的直接图像。哈勃太空望远镜和双子星行星成像仪等地面望远镜之前已经对 20 多颗系外行星进行了成像。但来自 JWST 的第一张系外行星图像展示了研究遥远世界即将到来的可能性。

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 楼主| 发表于 2022-9-2 17:20 | 显示全部楼层
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韦伯太空望远镜图像中的神秘环使天文学家感到困惑。这环绕一颗遥远恒星的同心波纹有一个奇怪的方形形状。

这张照片拍摄于 7 月,由公民科学家朱迪·施密特在 Twitter 上发布,引发了大量评论和令人头疼的问题。 它显示了一颗被称为 WR140 的恒星,周围环绕着逐渐消失的规则波纹状圆圈。

图片:NASA/ESA /CSA /Ryan Lau /JWST ERS 团队 /Judy Schmidt

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 楼主| 发表于 2022-9-4 14:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 invensys 于 2022-9-4 14:44 编辑

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韦伯拍摄到120 亿光年的“爱因斯坦环”
爱因斯坦环基本发生在来自一个星系或恒星的光在前往地球的途中经过另一个星系或一个大型天体的情况下。大天体的引力使会光线弯曲,这使其能产生引力透镜。在这种情况下,环生效应产生,这使星系的光线看起来像一个几乎完美的环。在这张新图片中,韦伯捕捉到了 SPT-S J041839-4751.8 星系。

来自 SPT-S J041839-4751.8 的光线看起来像一个爱因斯坦环。由于是一个前景星系使它的光线发生了弯曲,所以这个新韦伯的爱因斯坦环的光线实际上并不是由星系产生。


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 楼主| 发表于 2022-9-7 19:15 | 显示全部楼层
詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到了宇宙狼蛛

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在这张横跨340光年的拼接图像中,韦伯的近红外相机(NIRCam)以全新的视角展示了狼蛛星云的恒星形成区域,其中包括数以万计从未见过的年轻恒星,这些恒星以前被宇宙尘埃笼罩。最活跃的区域似乎闪烁着巨大的年轻恒星,呈淡蓝色。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team


很久以前,一个宇宙创造的故事展开了:数千颗从未见过的年轻恒星被发现在一个名为剑鱼座30号星云的恒星孕育区,由NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄。在之前的望远镜图像中,狼蛛星云因其图像中出现的尘埃细丝而被昵称为狼蛛星云,长期以来,该星云一直是研究恒星形成的天文学家的最爱。除了年轻的恒星,韦伯还揭示了遥远的背景星系,以及星云气体和尘埃的详细结构和组成。

狼蛛星云位于大麦哲伦星云星系中,距离我们只有161,000光年,是本星系群中最大、最亮的恒星形成区,也是距离我们银河系最近的星系。它是已知最热、最大质量恒星的所在地。天文学家将韦伯的三台高分辨率红外仪器聚焦在狼蛛星云上。用韦伯的近红外相机 (NIRCam) 观察,该地区就像一个穴居狼蛛的家,布满了蛛丝。位于NIRCam图像中心的星云空腔被大量年轻恒星发出的炽热辐射挖空,这些恒星在图像中闪耀着淡蓝色的光芒。只有最稠密的星云周围区域能够抵御这些恒星强大的恒星风的侵蚀,形成似乎指向星团的柱子。这些柱子包含正在形成的原恒星,这些原恒星最终将从它们的尘埃茧中出现,并依次形成星云。

韦伯的近红外光谱仪(NIRSpec)拍摄到一颗年轻恒星正在这么做。天文学家先前认为这颗恒星可能更老一些,并且已经在清除其周围的空腔。然而,NIRSpec显示,这颗恒星才刚刚开始从它的柱子中出现,并且仍然保持着一个绝缘的尘埃云围绕着它。如果没有韦伯在红外波长上的高分辨率光谱,就不可能揭示这一恒星形成过程。

当在韦伯中红外仪器(MIRI)检测到的较长红外波长下观察时,该区域呈现出不同的外观。炽热的恒星逐渐消失,而较冷的气体和尘埃则发光。在恒星孕育云中,光点表明嵌入的原恒星仍在增加质量。虽然较短波长的光被星云中的尘埃颗粒吸收或散射,因此永远不会到达韦伯而被探测到,但较长的中红外波长会穿透尘埃,最终揭示了一个以前看不见的宇宙环境。


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在中红外仪器(MIRI)捕捉到的较长波长的光中,韦伯聚焦于中心星团周围的区域,揭示了狼蛛星云的一个非常不同的视图。在这种波长的光中,星团中年轻的炽热恒星的亮度逐渐减弱,发光的气体和尘埃出现。丰富的碳氢化合物照亮了尘埃云的表面,如图中蓝色和紫色所示。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team


狼蛛星云对天文学家感兴趣的原因之一是,该星云的化学成分与在宇宙“宇宙正午”观察到的巨大恒星形成区域相似,当时宇宙只有几十亿年,恒星形成处于高峰期。我们银河系中的恒星形成区域并没有像狼蛛星云那样以同样的速度产生恒星,并且具有不同的化学成分。这使得狼蛛成为最接近(即最容易详细看到)宇宙达到辉煌的正午时发生的事情的例子。韦伯将为天文学家提供机会,将狼蛛星云中恒星形成的观测结果与望远镜从宇宙正午时期对遥远星系的深度观测结果进行比较和对比。

尽管人类已经观察了数千年的恒星,但恒星形成的过程仍然有许多谜团——其中许多是因为我们之前无法获得恒星孕育区厚厚云层背后发生的事情的清晰图像。韦伯已经开始揭示一个从未见过的宇宙,并开始重写恒星诞生的故事。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团,展望其他恒星周围的遥远世界,探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴 ESA和CSA领导的一项国际计划。

参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/god ... ught-by-nasa-s-webb


NASA 中文:https://www.nasachina.cn/iotd/21966.html
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 楼主| 发表于 2022-9-21 14:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 invensys 于 2022-9-21 14:39 编辑

詹姆斯·韦伯太空望远镜对火星的首次观测,展示了其强大的威力

9月5日,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄了第一批火星图像和光谱。该望远镜与ESA(欧洲航天局)和CSA(加拿大航天局)的国际合作项目,以其红外灵敏度为我们的邻居星球提供了独特的视角,补充了轨道飞行器、火星车和其他望远镜收集的数据。

韦伯独特的观测站位于近一百万英里外的日地拉格朗日点L2,提供了火星可观测圆盘(面向望远镜的阳光照射面的一部分)的视图。 因此,韦伯能够以所需的光谱分辨率捕获图像和光谱,以研究诸如沙尘暴、天气模式、季节变化等短期现象,以及在单次观测中发生在火星一天的不同时间(白天、日落和 夜间)的过程。

由于距离太近,无论是可见光(人眼可见)还是韦布设计用来探测的红外线,这颗红色星球都是夜空中最亮的物体之一。这对天文台提出了特殊的挑战,该天文台是为探测宇宙中最遥远星系的极微弱光线而建造。韦伯的仪器非常敏感,如果没有特殊的观测技术,来自火星的明亮红外光会令人眩目,造成一种被称为“探测器饱和”的现象。天文学家通过使用非常短的曝光时间,只测量到达探测器的部分光线,并应用特殊的数据分析技术,来调整火星的极端亮度。

韦伯的第一张火星图像由近红外相机(NIRCam)拍摄,以两种不同的波长或红外光颜色显示了火星东半球的一个区域。这张图片显示了来自NASA的表面参考图和左侧的火星轨道器激光高度计 (MOLA),两个韦伯NIRCam仪器的视野重叠在一起。韦伯的近红外图像显示在右侧。


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2022年9月5日,韦伯的NIRCam仪器拍摄到了第一张火星图像[保证时间观测计划1415]。左图:NASA和火星轨道器激光高度计(MOLA)观测到的火星半球参考地图。右上角:NIRCam图像显示2.1微米(F212滤光片)反射的阳光,显示了陨石坑和尘埃层等表面特征。右下角:同时拍摄的NIRCam图像显示约4.3微米(F430M滤光片)的发射光,显示了温度与纬度和一天中时间的差异,以及大气影响导致的海腊斯盆地变暗。亮黄色区域正好处于探测器的饱和极限。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO team

NIRCam较短波长(2.1微米)的图像(右上角)主要由反射的阳光组成,因此显示出与可见光图像相似的表面细节(左上角)。这张照片中,惠更斯陨石坑的环形山、大锡尔蒂斯火山的深色火山岩以及海腊斯盆地的光亮都很明显。

NIRCam长波(4.3微米)图像(右下)显示了热发射——行星在失去热量时发出的光。4.3微米光的亮度与地表温度和大气温度有关。地球上最明亮的区域是太阳几乎在头顶上的地方,因为那里通常最热。极地地区的亮度越来越低,那里接收的阳光越来越少,而寒冷的北半球发出的光线也较少,一年中的这个时候正处于冬季。

然而,温度并不是影响4.3微米的光到达韦伯滤光片数量的唯一因素。当行星发出的光穿过火星大气层时,一些光会被二氧化碳分子吸收。海腊斯盆地是火星上保存完好的最大撞击结构,横跨1,200英里(2,000公里),由于这种影响,它看起来比周围更暗。

“这实际上不是海腊斯的热效应。”NASA戈达德太空飞行中心的首席研究员杰罗尼莫·维拉纽瓦解释道,他设计了这些韦伯观测。“海腊斯盆地海拔较低,因此空气压力较高。由于称为压力展宽的效应,较高的压力会抑制该特定波长范围 [4.1-4.4 微米] 的热发射。在这些数据中梳理这些相互竞争的效应将非常有趣。”

维拉纽瓦和他的团队还发布了韦伯的第一个火星近红外光谱,展示了韦伯用光谱研究这颗红色星球的能力。

虽然这些图像显示了在特定的日期和时间,火星上不同位置的大量波长上的亮度差异,但光谱显示了代表整个火星的数百种不同波长之间亮度的细微变化。天文学家将分析光谱的特征,以收集有关火星表面和大气的额外信息。


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作为保障时间观测计划1415的一部分,韦伯于2022年9月5日通过近红外光谱仪(NIRSpec)在3个狭缝光栅(G140H、G235H、G395H)上拍摄到火星的第一个近红外光谱。光谱主要是由波长小于3微米的反射光和波长较长的热发射组成。初步分析表明,光谱下降出现在特定波长,光被火星大气中的分子吸收,特别是二氧化碳、一氧化碳和水。其他详细信息显示了有关尘埃、云层和地表特征的信息。通过构建光谱的最佳拟合模型,例如使用行星光谱发生器,可以推导出大气中给定分子的丰度。
影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO team

该红外光谱是通过结合韦伯近红外光谱仪(NIRSpec)所有六种高分辨率光谱模式的测量而获得的。对光谱的初步分析显示了一组丰富的光谱特征,其中包含有关尘埃、冰云、行星表面的岩石类型以及大气成分的信息。水、二氧化碳和一氧化碳的光谱特征(包括被称为吸收特征的深谷)很容易被韦伯探测到。研究人员一直在分析这些观测的光谱数据,并正在准备一篇论文,他们将提交给一份科学期刊,供同行审查和发表。

未来,火星研究小组将利用这些成像和光谱数据来探索整个星球的区域差异,并在大气中寻找微量气体,包括甲烷和氯化氢。

这些对火星的NIRCam和NIRSpec观测是作为韦伯第1周期保证时间观测 (GTO) 太阳系计划的一部分进行,该计划由AURA的海蒂·哈梅尔领导。


编者按:本文重点介绍了韦伯科学进展中的数据,这些数据尚未通过同行评审
参考来源:
https://blogs.nasa.gov/webb/2022 ... ions-of-red-planet/

NASA 中文:https://www.nasachina.cn/info/22152.html
NASA 空间天文:78710792
NOAA 热带气旋:15774684
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