韦伯拍到了恒星宝宝之间有序的“脐带”？

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作者：ARIELLE FROMMER

翻译：方芊

校对：胡敏、涂天宇

排版：简稚珉 

后台：李子琦

原文链接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/webb-telescope-reveals-parallel-jets-from-baby-stars/

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的一张新照片揭示了巨蛇座星云中新生恒星之间惊人的一致排列。

图注：巨蛇星云是一团由恒星、尘埃和气体组成的云，距离我们 1,300 光年。詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的这幅图像的左上角有一小块区域，可以看到一组排列整齐的原恒星外向流。这些喷流看起来像是鲜红色的块状条纹，是喷流撞击周围气体和尘埃时产生的冲击波造成的。中心的蓝色光缕是年轻原恒星反射的星光，有时会被尘埃遮挡变成朦胧的橙色。

图源：NASA / ESA / CSA / STScI / Klaus Pontoppidan (NASA-JPL) / Joel Green (STScI)

詹姆斯·韦伯太空望远镜最新拍摄的照片没有让人失望——望远镜的近红外相机捕捉到了巨蛇座星云的壮丽景色，揭示了前所未见的早期恒星形成特征。

望远镜探测到了年轻恒星气体外向流中前所未有的细节，这些气体外向流是在新生恒星聚集周围物质时形成的。气体喷流与星云本身的气体和尘埃相撞，对它们进行探测可以为恒星的诞生提供有价值的信息。

这一发现可以在图片的左上角找到：一股整齐排列的红色和橙色条纹——代表氢分子和一氧化碳——笼罩在图片中心反射着蓝色星光的星云上。借着韦伯拍摄出了这个“恒星摇篮”更清晰的图像，天文学家希望对年轻恒星如何在星云环境中形成和共同演化有更多的了解。

恒星诞生

这些条纹是原恒星外向流，是恒星形成的自然产物。当星云中的气体团块开始坍缩成旋转的气态球时，它们的旋转将随着角动量守恒而增加——其原理与花样滑冰运动员相同，他们向内收手臂时旋转得更快。为了让气体真正落到新生恒星上，部分角动量必须通过气体喷流损失掉，这些喷流以每秒数十公里的惊人速度从恒星的两极涌出。

当电离、分子和原子气体的冲击波与附近的物质碰撞时，这些来自胚胎恒星的能量喷涌变得可见。这种原恒星外向流以前也曾被看到过——这次探测的独特之处在于它们近乎完美的一致性。

“这一结果的特殊意义在于，几乎所有的外向流都指向同一个方向，误差在 +/-10 度以内，这极不可能是偶然，”乔尔·格林 (太空望远镜科学研究所) 说道，这项研究正是由他领导，最后发表在了《天体物理学杂志》上。“这意味着恒星是在从更大的坍缩云中分裂出来时一起形成的，就像一窝小猫一样，而不是一次一只。”

在这项研究中，格林和同事在西北方发现了 12 对喷流，它们都与巨蛇座暗条对齐，暗条是星云的一部分，是恒星形成的温床。这些发现证实了恒星成团地诞生于坍缩的分子云中。

图注：巨蛇座南星团是一个相对密集的星团，由 600 多颗年轻恒星组成，其中有数十颗是刚刚开始形成的原恒星，它位于巨蛇座星云的南部。

图源：https://en.wikipedia.org/wiki/Serpens_South NASA/ESA

“尽管理论早就预测恒星会以这样的群体形式形成，但这样的聚集，这样一致的自转，从来没有这么清晰地看过；我们对像太阳这样的恒星如何形成的理解，也得到了有力的证实，“格林说。

韦伯对中红外波长的灵敏度使其能够比其前辈（例如斯皮策空间望远镜）更清楚地探测到喷流的标志——氢分子、一氧化碳和铁离子。而且韦伯的分辨率更高，为首次捕捉到外向流的排列助力成功。

恒星实验室

巨蛇座星云已经是一个极其密集的恒星形成区域，包含约 100,000 颗恒星，但跨度只有几光年。它的跨度之小可以完全填满太阳和我们最近的邻居比邻星之间。这些原恒星外向流仅 200 到 1,400 年的历史，整个星云也只不过 100 万到 200 万年的历史。

“我们希望了解恒星形成是否通常像巨蛇座星云这样，由纤维星云坍塌而发生，”格林说。这个“恒星摇篮”最终将产生像我们自己的恒星，而对巨蛇座区域的研究可能会揭示这种坍塌的实际情况。我们的太阳可能形成于比巨蛇座大得多的星云中，因此天文学家渴望研究其他恒星形成区域以进行比较。

巨蛇座星云距离地球仅 1,300 光年，是天文学家们着迷的星际实验室。除了原恒星外向流外，该星云还有多个盘状阴影 ——由围绕年轻恒星形成的旋转气体和尘埃盘投射的阴影，为行星的形成奠定了基础。其中一个盘状阴影——2018 年被哈勃望远镜探测到时被称为“蝙蝠影”——位于图像中央。探测该区域的化学成分还可以揭示驱动原恒星合并、并形成行星的化学原理。

借助韦伯望远镜，天文学家正在捕捉原恒星诞生的非凡瞬间，以便更好地了解恒星是如何诞生的。

责任编辑：杨欣冉

牧夫新媒体编辑部

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图注：图中的星系L1527，来自美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI（中红外仪器），是一个隐藏着原恒星的分子云。它位于距离地球约460光年的金牛座。图中漫散的蓝光和丝状结构来自被称为多环芳烃（PAHs）的有机化合物，而图中中心的红色是围绕原恒星的一层充满能量的厚厚的气体和尘埃。中间的区域显示为白色，是多环芳烃、电离气体和其他分子的混合物。

图源：NASA, ESA, CSA, STScI

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