韦布望远镜捕获到一颗即将爆炸的超新星

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翻译：刘峰

校对：姜力萌

美工：邱和琴

后台：朱宸宇

https://phys.org/news/2023-03-webb-captures-rarely-prelude-supernova.html

在生命的最后一刻，大质量恒星将在一场绚烂的奇观中谢幕，这就是超新星爆发。而沃尔夫-拉叶星则是超新星爆炸的序曲。

图中央一颗大而明亮的恒星烁烁发光，其他较小的恒星则散布在整个画面中。一团物质云环绕着中央的恒星，上下多两边少，在某些地方可以窥视到背景恒星。这团云是黄色的，靠近恒星。

图片来源：NASA、ESA、CSA、STSci、Webb ERO 制作团队

作为2022年的首批观测对象之一，詹姆斯·韦布太空望远镜以前所未有的细节捕捉到了一颗编号为WR 124的沃尔夫-拉叶星。WR 124是一颗由独特的气体和尘埃晕笼罩的恒星，在韦布可探测的红外波段发光发热，显示出它具有复杂的结构和此前偶发性喷射的历史。

尽管沃尔夫-拉叶星是即将“谢幕”的恒星所在的“舞台”，天文学家依旧希望能够通过这些星星获得有关另一阶段、全新的开始的灵感。宇宙尘埃正在这些恒星周围狂乱的星云中形成，这些尘埃由重元素组成。而重元素是现代宇宙包括地球上的生命的基本构件。

沃尔夫-拉叶星的罕见景象，它是已知最明亮、最大、最短暂可探测的恒星之一，也被列为詹姆斯·韦布太空望远镜的首批观测对象。韦布用其强大的红外仪器以前所未有的细节展示了WR 124星。这颗恒星距离地球15,000光年，位于人马座。

视频来源：ESA Webb

大质量恒星的一生匆匆又匆匆，并且不是所有大质量恒星在成为超新星之前都会经历短暂的沃尔夫-拉叶阶段，这使得韦布的详细观测对天文学家很有价值。沃尔夫-拉叶星正处于外层剥落的阶段，并由此产生它们特有的气体和尘埃晕。

恒星WR 124的质量是太阳的30倍，它到目前为止已经减少了10个太阳重量的物质。喷射的气体远离恒星并冷却后形成了宇宙尘埃，它们在韦布可探测到的红外波段熠熠生辉。

这是一大团明亮的黄色、粉红色和紫色尘埃云围绕着一颗看起来像小雪花的白色恒星。透过尘埃云可以看到一些蓝色的背景恒星。黑暗的缝隙打破了云层，左上角和左下角的小明亮区域看起来像成群的蝌蚪向中央恒星游去。有些地方，一团团明亮的热物质被吹远，就像头发被狂风吹起。

图片来源：NASA、ESA、CSA、STSci、Webb ERO 制作团队

沃尔夫-拉叶星生成这些的尘埃能够在超新星爆炸中幸存下来，并贡献了总体宇宙尘埃的绝大部分份额。因此这些尘埃的起源引起了天文学家的极大兴趣。因为尘埃是宇宙运作中不可或缺的一部分：它庇护着正在形成的恒星，聚集在一起则会形成行星，并作为分子形成和聚集的平台——包括地球上生命的组成部分。同时，宇宙中的尘埃数量仍然比天文学家目前的尘埃形成理论所能解释的要多很多，这显然是一个值得研究的方向。

韦布为研究宇宙尘埃的细节开辟了新的可能性，因为韦布拥有卓绝的红外波段观测能力。韦布的近红外相机（NIRCam）平衡了WR 124恒星核心的亮度和周围较暗气体中充满结状物的细节。

视频来源：ESA Webb

韦布望远镜的中红外仪器（MIRI）揭示了恒星周围气体和尘埃星云的团块结构。在韦布之前，喜欢研究尘埃的天文学家根本没有足够的详细信息来探索很多问题，比如WR 124等环境中的尘埃如何形成、以及尘埃的大小和数量和尘埃是否能长期保持、能否对宇宙整体尘埃收支平衡做出显著贡献。现在，这些问题可以通过韦布提供的真实数据进行详细调查。

像WR 124这样的恒星也可以帮助天文学家了解宇宙早期历史的关键时期。类似的垂死恒星通过其核心锻造的重元素，为在年轻的宇宙中播下了生命的种子。这些重元素在当今时代很常见，包括在我们地球上。

视频来源：ESA Webb

韦布对WR 124充满细节的图像定格了那个短暂而动荡的转变时期，未来它的发现定将揭示宇宙尘埃那些悬而未决的奥秘。

责任编辑：DAIKIN

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Image Credit & Copyright: Neil Corke, Heaven's Mirror Observatory

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