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韋伯望遠鏡拍到神祕光環 令天文學家困惑不解

【2022年09月12日訊】(記者林達編譯報導)詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡最近發現一個謎團:它拍攝到一顆明亮恆星射出的光環呈現『似圓又方』的形狀,而非常見的圓形。

自韋伯太空望遠鏡(JWST)發射之後的8個月來,為探索宇宙早期形成的奧秘,它發回了一系列照片,其中有的是關於宇宙令人興奮的神祕結構,有的是極古老星系和垂死恆星。JWST的觀測能力是哈勃望遠鏡的100倍,它捕捉到的圖像有時甚至超出了人類目前對宇宙的理解。

最新的照片是關於WR140恆星光環的。正如圖像處理專家茱蒂‧施密特(Judy Schmidt)8月29日在推特上轉發這些圖像時所指出的,這些光環從恆星明亮的白色中心呈扇形散開一個螺旋形的環和幾條射線。這些環不是完美的圓形,看起來更像是有圓角的正方形,連天文學家也不知道是怎麼回事。

「我認為這只是大自然在做一些簡單的事情,但當我們只從一個角度看待它時,起初似乎不可能理解這是一種自然現象,」施密特告訴Space.com,該網站報導了這件奇怪的事情。「為什麼它的形狀是這樣的?怎麼這麼有規律?」

根據韋伯望遠鏡科學工作組的跨學科科學家馬克‧麥考林(Mark McCaughrean)的說法,這些光環「太奇怪了」。

他在推特上寫道:「在這張圖像中,由於來自明亮恆星WR140的光學衍射,六條尖尖的藍色結構是光學折射所造成的,」「但紅色、彎曲而又四四方方、層層疊疊的結構卻是實實在在地存在於太空中。」

美國國家科學基金會NOIRLab的助理天文學家劉瑞安(Ryan Lau,音譯),領導了收集JWST圖像原始數據的項目,他說「那些嵌套的『似圓又方』(squircular)的環是真實的」,並補充說,他和同事有一篇正待發表的論文會談及這個問題,可能會提供關於這個奇怪星環現象的更多理解。

除了光環令人費解外,WR140實際上不是一顆,而是一對恆星:其中一顆是沃爾夫-拉葉星(Wolf–Rayet),這是一顆古老的、快速消耗的恆星;另一顆是O型恆星,它們體量大、明亮但短壽。當這對恆星繞行彼此時,每7.94年彼此靠近時會產生宇宙塵埃。這些塵埃被拋到附近的空間從而形成圖中看到的環狀結構,JWST的紅外功能可以捕捉到它們。

這只是JWST為我們獻上的眾多發現中的最新一項;雖然這些奇形怪狀的光環可能不是外星人,但也許下一個就會是了。◇#

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社會廣角

天文學家發現一條橫跨銀河系巨型雲帶

【2022年01月08日訊】(記者笛睿編譯報導)天文學家發現銀河系內一條巨大的氫氣雲帶,是銀河系內迄今發現的最大天體結構之一。雖然現在它只是一條氫氣雲,但是科學家認為這可能是一個未來將誕生新星的地方。

銀河系內的天體結構跨度達到800光年已經算巨大了,新發現的這條氫氣雲帶長達3900多光年,寬達130光年。研究人員給它起名「麥琪」(Maggie),認為它很可能是新星苗圃的前身。

氫元素是宇宙中分布最廣的元素。科學家認為氫元素是生成恆星的最主要的原材料。可是,由於現在的技術探測到氫氣雲並不容易,科學家對氫元素究竟怎樣演化成為恆星這個過程的了解很有限,因此這項發現令人振奮。

主要研究者之一馬克斯普朗克天文研究所(Max Planck Institute for Astronomy)的喬納斯·賽義德(Jonas Syed)說:「這條雲帶所在的位置有利於我們的觀測。我們還不知道它怎麼會出現在那裡。它在銀河系平面下方1600光年的地方。」它距離地球大約55,000光年,位於銀河系的另一端。

氫元素在宇宙中以各種各樣的形式和狀態存在,有的是氫原子形式存在、有的是兩個氫原子結合組成的氫氣分子形式存在,而且氫原子還有不同的同位素。科學家猜測,只有氫氣分子聚合到一定程度,形成一塊密度很大的低溫氫氣雲的區域,才會誕生新的恆星。但是科學家不知道究竟氫原子究竟怎樣變成氫氣分子,而「麥琪」提供了很好的研究機會。

研究人員注意到,氣體沿著這條雲帶匯聚在某幾個地方。他們認為,氫氣就是在這些匯聚點凝聚,產生大型氫氣雲,也正是在這些地方,原子態的氣體逐漸會變成分子態的氣體。

結合以前的數據,研究人員發現分子態氫氣的質量大約佔雲帶總質量的8%。研究人員認為,現在觀測到的這條氫氣雲帶,很可能是一個新星苗圃的前身,也就是它將演化成一個誕生大量新星的區域。

賽義德說:「當然,還有很多問題沒有答案。希望通過進一步分析更多數據,得到關於分子態氣體的更多線索。」

這份研究2021年12月20日發表於《天文學和天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)期刊。◇

責任編輯:葉紫微