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韦布望远镜初次探测到超新星:距地球约30亿光年

詹姆斯·韦布望远镜发现了一颗超新星,天文学家对这一发现感到困惑,由于这台望远镜的规划意图并不是寻觅病笃的恒星

这颗超新星地点的星系间隔地球约30亿光年,刚投入运转不久的韦布望远镜捕捉到了它宣告的亮堂光束。这是该望远镜初次观测到病笃恒星的爆破。

超新星是恒星演化挨近晚期时阅历的剧烈爆破,是其耗尽燃料时“最终的狂欢”。燃料耗尽会导致压力下降,在此进程中,恒星物质会胀大到至少5倍于太阳质量的规划——大约是地球的33.3万倍——然后产生剧烈的爆破,释放出许多碎片和粒子。

这场恒星爆破产生在SDSS.J141930.11+5251593星系。韦布望远镜拍照的图画显现,有一个天体的光线在5天的时刻跨度内变暗,这一头绪引出了存在超新星的估测。空间望远镜科学研讨所(STScI)的迈克·恩格泽尔标明,韦布望远镜的规划初衷并不是为了勘探新的瞬变现象,因而这一发现特别令人兴奋。

这颗潜在的超新星是由韦布望远镜上的近红外相机(NIRCam)拍照到的,该仪器的光谱掩盖规划从可见光边际(0.6微米)到近红外光(5微米),可用于勘探来自最早恒星和星系的光。NIRCam装备了日冕仪,这种仪器可以让天文学家拍照中心亮堂物体——比方恒星体系——周围光线十分弱小的物体,或许恒星爆破事情,如超新星。

恩格泽尔指出,韦布望远镜其时正好在勘探SDSS.J141930.11+5251593星系,拍照到这颗超新星有很大的命运成分。这颗病笃的恒星在图画中是一个小亮点,在2011年哈勃太空望远镜拍照的星系图片中并不存在。恩格泽尔和他的团队运用了一种软件,可以发现图片中导致亮堂斑驳的差异。

研讨团队运用软件剖析了詹姆斯·韦布望远镜的图片与2011年哈勃望远镜拍照的同一区域的图片,从中识别出小而亮堂的光斑

仅仅投入运转一周后,韦布望远镜就证明了其巨额的花费是值得的。7月12日,韦布望远镜团队发布了第一张官方深空图片;一周后,科学家宣告它发现了一个135亿年前的星系,这是现在人类能看到的宇宙中最陈旧的星系。该星系被称为GLASS-z13 (GN-z13),在138亿年前产生的大爆破后仅3亿年时构成。之前的记载保持者是哈勃望远镜在2015年发现的GN-z11星系,其前史可以追溯到宇宙诞生后4亿年时。韦布望远镜运用近红外相机(NIRCam)捕捉到了GN-z13星系的容貌。在勘探GN-z13星系区域时,韦布望远镜还发现了GN-z11星系。

仅仅投入运转一周后,韦布望远镜就证明了其巨额的花费是值得的。7月12日,韦布望远镜团队发布了第一张官方深空图片;一周后,科学家宣告它发现了一个135亿年前的星系,这是现在人类肉眼看到的宇宙中最陈旧的星系

据《新科学家》杂志报导,美国哈佛大学和史密森天体物理中心的科学家们注意到,虽然这些星系都很陈旧,但其规划都十分小。GN-z13星系的直径约为1600光年,而GLASS z-11星系直径为2300光年。相比之下,咱们所在的银河系直径约为10万光年。研讨人员在预印本网站arXiv上宣布的论文中指出,这两个星系的质量都相当于太阳的10亿倍,比银河系小许多(银河系质量约为太阳的1.5万亿倍),这是由于它们都是在大爆破产生后不久构成的。

该研讨小组还指出,这些星系的生长进程中会吞噬其区域内的恒星。“这两个星系对宇宙黎明时期的星系演化进程提出了新的约束条件,”研讨人员在论文中写道,“成果标明,GNz11的发现不仅仅是命运好,而是或许存在一群具有极高恒星构成功率的紫外线光源。”

怎么解读韦布望远镜的斯蒂芬五重星系图片?

在詹姆斯·韦布望远镜发布的第一批图片中,最引人注意图当属斯蒂芬五重星系(Stephan’s Quintet)的图片。1877年,天文学家爱德华·斯蒂芬(Édouard Stephan)初次在飞马座发现的这个星系群。这个富丽的星系调集可以说是所谓的“细密星系群”的开始形状,其间4个星系之间的相关十分严密,彼此磕碰和引力效果十分明显,很或许会集并成一个巨大的星系。在所有细密星系群中,斯蒂芬五重星系是研讨最多的,也供给了气体、恒星和一堆暗物质怎么在如此巨大的规划上增加和进化的重要头绪。

詹姆斯·韦布望远镜的斯蒂芬五重星系图画蕴含着许多新的信息

在韦布望远镜的图画中,右侧的4个星系经过引力效果严密而有力地联络在一起,数以十亿计的恒星在那里被撕裂成巨大的飘带;当气体遭到搅扰时,会触发规划巨大的恒星构成事情。风趣的是,正是这些彼此效果减缓了斯蒂芬五重星系向单个巨型星系崩塌的进程,而现在,这种改变和星系个别之间好像取得了平衡。与任何一张优异的星系图画相同,韦布望远镜的斯蒂芬五重星系图画可以解读出很多的信息,但从更庞大的视点,咱们可以从中找出7个亮点,协助咱们了解这一美妙的宇宙场景。

(1)异乎寻常:这个星系(NGC 7320)间隔地球只要4000万光年,是远景中的“闯入者”,其他4个星系在物理上是彼此相关的,间隔咱们的太阳系约2.9亿光年。在韦布望远镜拍照的关于这个更近星系的图画中,可以看到精美的褶皱纹路,这是恒星构成区域和加热的尘土,标明该星系正在阅历自己的动乱进化华章。

(2)银河系中的恒星就好像闪闪发光的装饰品,强势挤入了画面的远景。它们的尖状外观是由韦布望远镜的18块六边形反射镜边际邻近的光衍射构成的。六边形的反射镜是该望远镜的一起特征之一。

(3) NGC 7319星系中心宣告的这道亮光的亮度相当于太阳的4000万倍,这是物质流向一个比太阳大2400万倍的超大质量黑洞的成果:一场星系“暴食”事情,在宇宙中的许多其他星系中也会产生。韦布望远镜的光谱仪器也可以勘探到这种物质活动所宣告的光,并提醒出热、冷气体,以及微观二氧化硅尘土掩盖层的痕迹。

(4)除了雄伟壮丽的斯蒂芬五重星系,还有来自更悠远时空的数百个其他星系的图画“意外”落入韦布望远镜的镜头,填满了这张小小的宇宙壁纸,然后证明了该望远镜的特殊灵敏度:包括着数千亿其他恒星和世界的星系就在那里。

(5)在潮汐引力的效果下,包括数十亿颗恒星的发光尾巴从星系中剥离出来,这与地球上的潮汐力没有什么不同(只不过这儿的元凶巨恶是一个较小的,在这张相片中没有显现的星系)。这一切产生的时刻,大约在这张相片上的光向咱们宣告之前约1亿年。或许这些恒星会自己构成新的矮星系,也或许仅仅涣散到星系间空间。

(6)当星系以每秒近900公里的速度彼此磕碰时,星系间的气体也在这个杂乱的赤色和金色弧线区域内磕碰。被冲击加热到数百万度的气体在这儿无法直接看到,相反,韦布望远镜捕捉的是磕碰后紊乱的发光细节。在数万光年跨度的空间中,这场磕碰触发了新恒星和富含碳氢化合物的尘土的构成。

(7)主图画是用不同的红外“色彩”拍照的独立图画组成的,显现出韦布望远镜的一起功用。其间一些是近红外图画(右上),另一些则是中红外图画(右下),后者可以捕捉到由冲击波引起的发光尘土的激烈活动。这两种图画一起发明了这一羁绊星系演化的视觉交响乐。

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