研究人員前所未有地繪制獵戶座星云圖
來源：骨軟筋酥網(wǎng)
時(shí)間：2025-11-23 04:24:03
從獵戶座星云的研究中心附近看，這張JWST的地繪照片捕捉到了獵戶座。獵戶座條是制獵南昌美女兼職外圍上門外圍女（電話微信181-2989-2716）一二線城市預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源一個(gè)相當(dāng)直的對(duì)角線特征，標(biāo)志著從斜方星附近的戶座熱電離氣體到條另一側(cè)的冷分子云的轉(zhuǎn)變。這些物質(zhì)是研究形成這些恒星的云層的殘留物。這些年輕的地繪熱恒星的恒星輻射撞擊獵戶座，將氣體和塵埃轉(zhuǎn)化為更遠(yuǎn)的制獵氣體和塵埃。該圖像是戶座RGB合成圖像，藍(lán)色顯示來自熱電離氣體的研究發(fā)射（NIRCam過濾器F187N），紅色顯示來自大碳質(zhì)分子的地繪發(fā)射（NIRCam過濾器F335M），綠色跟蹤暖塵和分子氣體（NIRCam過濾器F470N）。制獵北邊在上面，戶座東邊在左邊。研究來源：uux.cn/NASA/ESA/CSA、地繪E.Dartois、制獵E.Habart、PDRs4所有ERS團(tuán)隊(duì)
（神秘的地球uux.cn）據(jù)西安大略大學(xué)（Jeff Renaud）：恒星和行星的形成是一件混亂的事情。它始于一團(tuán)巨大的氣體和塵埃的引力坍縮，同時(shí)產(chǎn)生大質(zhì)量恒星，其強(qiáng)烈的輻射場創(chuàng)造了惡劣的環(huán)境，以及更溫和的恒星，如我們的南昌美女兼職外圍上門外圍女（電話微信181-2989-2716）一二線城市預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源太陽，被富含有機(jī)物質(zhì)的行星形成盤包圍。
西方大學(xué)天體物理學(xué)家Els Peeters和Jan Cami以及博士后和研究生Ryan Chown、Ameek Sidhu、Baria Khan、Sofia Pasquini和Bethany Schefter是世界上最早使用James Webb太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行科學(xué)研究的科學(xué)家之一，重點(diǎn)是恒星形成。
PDRs4All JWST早期釋放科學(xué)項(xiàng)目（ID1288）的首席研究員、西部地球與太空探索研究所的教員Peeters說：“恒星形成的過程是混亂的，因?yàn)楹阈切纬蓞^(qū)域包含處于不同發(fā)展階段的不同質(zhì)量的恒星，而這些恒星仍嵌入其出生云中，而且許多不同的物理和化學(xué)過程相互影響。”。
恒星形成在理論和觀測天體物理學(xué)中都是一個(gè)非常活躍的領(lǐng)域，韋布是深入了解這些過程的關(guān)鍵。
“我們還不完全了解這些過程是如何塑造或摧毀行星形成盤的，也不完全了解何時(shí)以及如何在這些盤中植入對(duì)生命至關(guān)重要的化學(xué)物質(zhì)。這就是我們?yōu)槭裁匆@樣做的原因，”西部休姆-克羅寧紀(jì)念天文臺(tái)主任、PDRs4All的核心成員卡米說。
Peeters與法國巴黎薩克雷大學(xué)的Emilie Habart和法國圖盧茲大學(xué)的Olivier Berné共同領(lǐng)導(dǎo)國際PDRs4All財(cái)團(tuán)。PDRs4All聯(lián)盟由全球120多名研究人員組成，其中包括天文學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家，他們的互補(bǔ)專業(yè)知識(shí)使他們能夠充分利用韋布望遠(yuǎn)鏡獲得的數(shù)據(jù)金礦，韋布望遠(yuǎn)鏡是有史以來發(fā)射到太空的最大、最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡。
PDRs4All將韋布指向著名的獵戶座星云深處的獵戶座酒吧，并收集了大量圖像和光譜數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是揭示與恒星和行星形成相關(guān)的詳細(xì)物理和化學(xué)過程。
Peeters和Cami與他們的國際合作者一起，現(xiàn)在在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上發(fā)表了一系列六篇論文，概述了他們迄今為止的工作，并首次深入了解獵戶座酒吧的細(xì)節(jié)。
這是我最好的一面嗎？
星際空間中的許多關(guān)鍵過程發(fā)生在所謂的光離解區(qū)（PDRs，因此程序名為PDRs4All），在那里，物理和化學(xué)完全由紫外線輻射與氣體和塵埃之間的相互作用決定。Orion Bar是距離Webb最近的PDR，它提供了在小物理尺度上研究這些過程最有用和最上鏡的一面。
Peeters說：“這些數(shù)據(jù)令人難以置信，將成為未來幾十年天體物理學(xué)研究的基準(zhǔn)。”。“到目前為止，我們只探索了一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，這已經(jīng)導(dǎo)致了幾個(gè)令人驚訝的重大發(fā)現(xiàn)。”
在過去的一年里，PDRs4All在《自然》、《自然天文學(xué)》和《科學(xué)》雜志上發(fā)表了三項(xiàng)主要研究。
Habart領(lǐng)導(dǎo)了今天（5月14日）發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》上的第一項(xiàng)新研究，他說：“我非常高興能非常詳細(xì)地研究韋布的驚人圖像。”。“這些圖像非常美麗和復(fù)雜；很容易理解為什么世界上有這么多人第一次看到它們時(shí)就被震撼了。”
獵戶座星云的質(zhì)量是太陽的2000倍，肉眼可見，是最近的大質(zhì)量恒星形成區(qū)，因此是銀河系中最受關(guān)注和拍攝的天體之一，也是公眾最喜歡的夜空天體之一。
韋布的圖像與其他任何一組圖像都不同，它們揭示的令人難以置信的細(xì)節(jié)令人驚嘆，顯示了各種不同形狀和顏色的細(xì)絲和山脊，上面點(diǎn)綴著幾個(gè)小的行星形成盤。
獵戶座星云內(nèi)有獵戶座棒，這是一個(gè)尖銳的、傾斜的、脊?fàn)畹臍怏w和塵埃特征。獵戶座酒吧本質(zhì)上是一個(gè)天文大氣泡的邊緣，這個(gè)氣泡是由一些為星云提供動(dòng)力的大質(zhì)量恒星雕刻而成的。
“賦予這些圖像美感的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)揭示了一個(gè)比我們最初想象的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)——前景和背景氣體和灰塵使分析變得有點(diǎn)困難。
Habart說：“但這些圖像的質(zhì)量如此之高，我們可以很好地分離這些區(qū)域，并揭示獵戶座酒吧的邊緣非常陡峭，就像一堵巨大的墻，正如理論預(yù)測的那樣。”。
Peeters也是新一系列天文學(xué)和天體物理學(xué)研究的主要參與者，他利用獵戶座酒吧的近紅外光譜數(shù)據(jù)將研究提升到了一個(gè)全新的水平。
她說：“這些照片有著令人難以置信的細(xì)節(jié)，我們將在未來的許多年里仔細(xì)檢查它們。”。
光譜觀察將光分解為顏色的函數(shù)，并揭示了許多尖銳的峰，這些峰是收集到的紅外光中各種化合物的指紋。
通過對(duì)這些指紋的仔細(xì)分析，研究人員可以研究星云的化學(xué)組成，但還有更多：這些指紋的不同組合可以用來測量輻射場的局部溫度、密度和強(qiáng)度，通過測量每個(gè)像素的這些指紋，Peeters繪制了這些數(shù)量在整個(gè)獵戶座酒吧中如何變化的地圖。
Peeters說：“與圖像相比，光譜數(shù)據(jù)集覆蓋的天空面積要小得多，但它包含的信息要多得多。一張照片勝過千言萬語，但我們天文學(xué)家只是半開玩笑地說，一個(gè)光譜勝過一千張圖像。”他測量了不少于600個(gè)光譜指紋，并利用這些指紋極大地改進(jìn)了現(xiàn)有的PDR模型。
所得數(shù)據(jù)和改進(jìn)的PDR模型在Peeters領(lǐng)導(dǎo)的《天文學(xué)與天體物理學(xué)》的第二項(xiàng)研究中介紹。
卡米說：“獵戶座酒吧真正獨(dú)特的地方在于它的邊緣幾何結(jié)構(gòu)，這給了我們一個(gè)環(huán)形的座位，讓我們可以非常詳細(xì)地研究當(dāng)我們從非常暴露、劇烈的電離區(qū)域進(jìn)入更屏蔽的區(qū)域時(shí)發(fā)生的不同物理和化學(xué)過程，在這些區(qū)域可以形成分子氣體。”。
“這篇論文是一篇力之旅，花了巨大的努力才完成，它是我們對(duì)物理環(huán)境變化如何影響化學(xué)以及反之亦然的理解的一次飛躍。”
將細(xì)節(jié)拋諸腦后
隨著物理?xiàng)l件的確定，PDRs4All團(tuán)隊(duì)將注意力轉(zhuǎn)向了另一個(gè)問題：灰塵排放。之前的觀測已經(jīng)揭示了獵戶座酒吧塵埃排放的急劇變化，但這些變化的起源尚不清楚，這是一個(gè)長期困擾天體物理學(xué)家的謎團(tuán)。
太空物理空間研究所博士后研究員Meriem Elyajori說：“與之前的觀測相比，清晰的超光譜Webb數(shù)據(jù)包含了更多的信息，它清楚地指出，塵埃對(duì)輻射的衰減和對(duì)最小塵埃顆粒的有效破壞是這些變化的根本原因。”。
Elyajouri模擬了獵戶座酒吧照明邊緣的灰塵排放，并領(lǐng)導(dǎo)了第三項(xiàng)研究，描述了該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)。
剩下的三篇論文都涉及被稱為多環(huán)芳烴的大含碳分子的排放，多環(huán)芳烴是宇宙中最大的碳質(zhì)物質(zhì)庫之一。多環(huán)芳烴含有高達(dá)20%的宇宙碳，這使它們與我們自己的宇宙根源有關(guān)。
卡米說：“早在碳進(jìn)入我們的身體之前，我們就在研究碳質(zhì)分子會(huì)發(fā)生什么。”。
多環(huán)芳烴的排放通常非常明亮，多環(huán)芳烴分子非常堅(jiān)固和有彈性。
前西方博士后研究員Sidhu說：“因此，它們?cè)谟钪嬷袕V泛分布，并分布在如此遙遠(yuǎn)的宇宙學(xué)距離上，這并不奇怪。因此，在獵戶座酒吧等附近地區(qū)對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)研究，我們對(duì)當(dāng)?shù)氐奈锢砗突瘜W(xué)環(huán)境有著很好的了解，這對(duì)于解釋對(duì)遙遠(yuǎn)星系的觀測至關(guān)重要。”。
韋布數(shù)據(jù)非常詳細(xì)地顯示了多環(huán)芳烴的發(fā)射帶，并揭示了發(fā)射特性因輻射而變化。
“這真是一種財(cái)富的尷尬，”Peeters說。“盡管這些大分子被認(rèn)為非常堅(jiān)固，但我們發(fā)現(xiàn)紫外線輻射會(huì)改變導(dǎo)致發(fā)射的分子的整體性質(zhì)。”
事實(shí)上，紫外線輻射會(huì)分解一些較小的碳分子，并改變較大的碳分子的輻射方式。
領(lǐng)導(dǎo)第四項(xiàng)研究的前西方博士后研究員Ryan Chown說：“當(dāng)你從這種非常惡劣的環(huán)境進(jìn)入更為屏蔽的環(huán)境時(shí)，你實(shí)際上會(huì)看到變化。”。
機(jī)器學(xué)習(xí)成倍增長
Chown的研究結(jié)果是重要的新發(fā)現(xiàn)，但僅基于對(duì)獵戶座酒吧中五個(gè)小區(qū)域的分析，這些區(qū)域代表了整個(gè)酒吧的不同環(huán)境。
Peeters監(jiān)督的碩士生Sofia Pasquini使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)分析了由數(shù)千個(gè)光譜組成的整個(gè)數(shù)據(jù)集中的多環(huán)芳烴排放。她還發(fā)現(xiàn)，在紫外線輻射較多的地區(qū)，多環(huán)芳烴通常較大，可能是因?yàn)檩^小的多環(huán)芳烴被破壞了。這是第五次研究的基礎(chǔ)。
Peeters說：“Sofia用于解釋從數(shù)千個(gè)像素中挖掘的數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)產(chǎn)生的結(jié)果與我們使用更傳統(tǒng)的方法在五個(gè)代表性區(qū)域中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果基本相同。”。“這讓我們非常有信心，我們的解釋更普遍有效，從而得出更有力的結(jié)論。”
事實(shí)證明，多環(huán)芳烴的大小不僅僅是變化。法國圖盧茲大學(xué)的博士后研究員Ilane Schroetter也將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)。他的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在第六項(xiàng)研究中，證實(shí)了紫外線輻射對(duì)多環(huán)芳烴大小的影響，但也發(fā)現(xiàn)了分子結(jié)構(gòu)的明顯變化。
卡米說：“這些論文揭示了在太空最惡劣的環(huán)境中，分子水平上的某種適者生存。”。
韋布是人類歷史上最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡。它是與美國國家航空航天局、歐洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）合作開發(fā)的，擁有一個(gè)標(biāo)志性的6.5米寬的鏡子，由18個(gè)六邊形鍍金鏡段組成的蜂窩狀圖案和一個(gè)網(wǎng)球場大小的五層菱形遮陽板組成。
作為合作伙伴，CSA獲得了韋布觀測時(shí)間的保證份額，使加拿大科學(xué)家成為首批研究有史以來最先進(jìn)的太空望遠(yuǎn)鏡收集數(shù)據(jù)的科學(xué)家之一。
