詹姆斯·韦伯太空望远镜加入寻找新生系外
（图片来源：uux.cn/ESO/L.Calada） 据美国太空网（Robert Lea）：天文学家正在使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）寻找在婴儿恒星周围形成的行星。
强大的太空望远镜很快就交付了货物，尽管方式出乎意料。
这些新生行星形成于被称为原行星盘的气
【千问解读】
艺术家绘制的围绕一颗婴儿恒星形成的气态巨行星的插图。
（图片来源：uux.cn/ESO/L.Calada）
据美国太空网（Robert Lea）：天文学家正在使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）寻找在婴儿恒星周围形成的行星。
强大的太空望远镜很快就交付了货物，尽管方式出乎意料。
这些新生行星形成于被称为原行星盘的气体和尘埃漩涡中，在形成过程中聚集了更多的质量。
人类已经对其中许多原行星盘中进行了成像，但迄今为止，天文学家只见过其中几次正在形成的行星。
现在，由密歇根大学、亚利桑那大学和维多利亚大学的科学家领导的一个团队将JWST的灵敏红外仪器的力量添加到了这一探索中。
该团队使用大范围观测了原行星盘HL Tau、SAO 206462和MWC 758，并将观测结果添加到哈勃太空望远镜和阿塔卡马大型毫米阵列（ALMA）收集的数据中，希望能发现一颗行星正在形成。
这项调查还揭示了原行星盘和气体包层之间迄今为止从未见过的相互作用，这些气体包层更靠近位于这些盘中心的恒星。
团队成员、密歇根大学天文学家Gabriele Cugno在一份声明中表示：“基本上，在我们以足够高的分辨率和灵敏度观测到的每一个圆盘中，我们都看到了巨大的结构，如间隙、环，在SAO 206462的情况下，还有螺旋。
”。
“这些结构中的大多数（如果不是全部的话）可以通过形成行星与盘状物质相互作用来解释，但也存在其他不涉及巨行星存在的解释。
“如果我们最终能够看到这些行星，我们可以将一些结构与形成的同伴联系起来，并在更晚的阶段将形成过程与其他系统的性质联系起来。
我们最终可以将这些点联系起来，了解行星和行星系统是如何整体进化的。
”
发现一颗意想不到的行星
Cugno领导了JWST对原恒星SAO206462周围原行星盘的调查。
原恒星是一种尚未积累足够质量以触发核心氢与氦融合的恒星体，这一过程定义了像太阳这样成熟的主序星。
在SAO 206462周围的原行星盘中，研究小组发现了一颗正在形成的行星的信号，但有一个转折：这不是他们期望看到的行星。
Cugno继续说道：“几次模拟表明，这颗行星应该在圆盘内，质量大、体积大、温度高、亮度高。
但我们没有发现它。
这意味着，要么这颗行星比我们想象的要冷得多，要么它可能被一些物质遮挡，使我们无法看到它。
”。
“我们发现的是一颗不同的候选行星，但我们无法100%确定这是一颗行星，还是一颗微弱的背景恒星或星系污染了我们的图像。
“未来的观察将帮助我们准确地了解我们正在观察的内容。
”
围绕婴儿恒星SAO 206462的原行星盘中的螺旋臂。
（图片来源：uux.cn/NAOJ/斯巴鲁）
这不是SAO 206462的磁盘第一次成为焦点。
哈勃、阿尔玛和超大望远镜（VLT）都研究过这个原行星盘，这些观测结果表明它由两个强大的螺旋组成。
这些螺旋很可能是由一颗正在形成的行星形成的。
然而，在用JWST寻找这颗行星之前，该团队曾预计会看到一颗主要由氦组成的气态巨行星，如土星或木星。
Cugno说：“问题是，无论我们试图探测到什么，都比恒星暗数十万倍，甚至数百万倍。
”。
“这就像试图探测灯塔旁边的一个小灯泡。
”
JWST的近红外相机（NIRCam）使Cugno和同事能够更深入地研究SAO 206462的圆盘，并探测来自该行星的热能，其中一些热能是在物质高速下落时释放的。
Cugno说：“当物质落到行星上时，它会在表面发生冲击，并发出特定波长的发射线。
”。
“我们使用一组窄带滤波器来尝试检测这种吸积。
这以前在地面上以光学波长进行过，但这是JWST首次在红外中进行。
”
这表明一颗行星与中心原恒星的距离大约是地球和太阳距离的300倍。
气态巨星通常比这更靠近恒星，一些气态巨星在原行星盘消散后向外迁移。
NIRCam的结果排除了星盘中质量大于木星2.2倍的物体，Cugno及其同事得出结论，如果有一颗气态巨星雕刻出SAO 206462原行星盘的整齐螺旋，那么它一定非常冷。
最年轻的恒星拥有适合行星形成的物质
当Cugno和同事们观察SAO 206462周围的圆盘时，维多利亚大学的研究人员Camryn Mullin使用JWST研究了恒星HL Tauri（HL Tau）。
这是一个距离地球约450光年的婴儿，许多望远镜也对其进行了研究。
HL Tau的年龄估计不超过100万年（与我们46亿年前的中年太阳相比），是JWST原行星盘研究中最年轻的恒星。
Mullin说：“HL Tau是我们调查中最年轻的系统，仍然被落在圆盘上的大量灰尘和气体包围。
”。
“我们对JWST能够看到这种周围物质的细节水平感到惊讶，但不幸的是，它掩盖了来自潜在行星的任何信号。
”
众所周知，HL Tau的圆盘具有许多间隙和太阳系大小的环，这些环可能是行星的宿主。
然而，由于星盘充满了灰尘，而且系统还很年轻，即使是JWST也不太可能直接看到HL Tau周围的行星。
HL Tauri周围尘埃盘的ALMA图像。
（图片来源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO））
该团队能够用JWST分辨出一种被称为原恒星包络的特征。
这代表了在HL Tau周围开始聚结的灰尘和气体的密集流入。
这些原材料从恒星之间存在的星际介质、气体和尘埃流向恒星及其圆盘，最终将成为诞生行星的原材料。
寻找正在形成的行星的工作还在继续！
亚利桑那大学史都华天文台的NASA哈勃/萨根研究员Kevin Wagner用JWST检查了MWC 758的原行星盘。
这是另一个具有旋臂的原行星盘，可能表明存在一颗大质量行星。
这颗可能的行星和其他任何行星都没有在团队的研究中体现出来，但JWST的灵敏度和威力确实使他们能够限制原行星盘内任何潜在的形成行星。
这包括排除了在远离MWC 758恒星的圆盘外围有行星的可能性。
Wagner说：“在所有三个系统中都没有检测到行星，这告诉我们，造成间隙和旋臂的行星要么离宿主恒星太近，要么太微弱，无法用JWST看到。
”。
“如果后者是真的，它告诉我们，它们的质量相对较低，温度较低，被灰尘包裹，或者是这三者的某种组合——就像MWC 758中的情况一样。
”
MWC 758周围行星形成盘的图像。
（图片来源：uux.cn/ESO/A.Garufi等人；R.Dong等人；ALMA（ESO/NAOJ/NRAO））
研究人员表示，对年轻恒星周围行星形成的研究对于了解材料如何在年轻系统中分布以及像太阳系这样的成熟集合是如何形成的至关重要。
团队成员、密歇根大学天文学家迈克尔·迈耶说：“只有大约15%的像太阳这样的恒星有像木星这样的行星。
了解它们是如何形成和演化的，并完善我们的理论，这真的很重要。
”。
“一些天文学家认为，这些气态巨行星调节着水向圆盘内部形成的岩石行星的输送。
”
因此，这项调查可能最终对了解地球是如何形成的以及它是如何支持生命的至关重要。
上周发表在《天文学杂志》上的三篇论文讨论了该团队的研究。
詹姆斯·韦伯太空望远镜新数据发现神秘古
这张JWST NIRCAM图像显示了一个红盘宇宙岛，但仅凭图像很难与其他物体区分开来。
用JWST对它的光进行光谱分析揭示了它的异常性质——它形成于大约130亿年前，尽管它包含的太阳质量比我们今天的银河系多约4倍。
致谢:uux.cn/詹姆斯·韦伯太空望远镜 据斯温伯恩科技大学布雷克·卡特：在对110多亿年前不应该存在的比银河系更大的太阳群体进行新的观测后，我们对宇宙岛形成方式和暗物质性质的理解可能会被完全颠覆。
今天发表在《自然》杂志上的一篇论文详细介绍了利用JWST詹姆斯·韦伯太空望远镜的新数据得出的发现。
结果发现，早期宇宙中的一个大质量宇宙岛——在115亿年前观测到宇宙红移为3.2——有一个形成时间早得多的极其古老的太阳群——时间早15亿年红移约为11。
这一观测颠覆了当前的模型，因为没有足够的暗物质聚集成足够的浓度来孕育它们的形成。
斯威本科技大学的杰出教授卡尔·格雷泽布鲁克领导了这项研究和国际团队，他们使用JWST对这个很大的静止宇宙岛进行了光谱观测。
“我们已经追踪这个特殊的宇宙岛七年了，并用地球上最大的两台望远镜观察了几个小时，以确定它的年龄。
但是它太红太暗了，我们无法测量。
最后，我们不得不离开地球，利用JWST来证实它的性质。
” 宇宙岛的形成是支柱现代天体物理学的一个基本范式，并预测在宇宙早期大质量宇宙岛的数量将大幅减少。
早在宇宙大爆炸后10到20亿年，人们就观察到了质量极大的静止宇宙岛，这挑战了以前的理论模型。
杰出的Glazebrook教授与世界各地的重要研究人员合作，包括来自Swinburne天体物理学和超级计算中心的Themiya Nanayakkara博士、Lalitwadee Kawinwanichakij博士、Colin Jacobs博士、Harry Chittenden博士、Glenn G Kacprzak副教授和Ivo Labbe副教授。
“这在巨大程度上是一个团队的努力，从我们2010年开始的红外天空调查开始，我们发现这个宇宙岛不寻常，到我们在凯克和超大型望远镜上花了很多时间尝试，但未能证实它，直到最终一年，我们花了很大的努力来解决如何处理JWST数据和分析这个光谱。
” 领导JWST数据光谱分析的Themiya Nanayakkara博士说，，“我们现在正在超越可能确认宇宙深处存在的最古老的大规模静止怪物。
这拓展了我们目前对宇宙岛形成和演化的理解。
现在的关键问题是，它们如何在宇宙的早期形成得如此之快，以及当宇宙的其他部分突然形成太阳时，是什么神奇的机制导致它们停止形成太阳。
” 国际射电天文学研究中心ICRAR西澳大利亚大学节点的Claudia Lagos副教授在为这项研究开发暗物质浓度演变的理论模型方面至关主要。
“宇宙岛的形成在巨大程度上是由暗物质如何集中决定的，”她说。
“在宇宙中这么早就拥有这些质量极大的宇宙岛对我们的宇宙学标准模型构成了重大挑战。
这是因为我们认为容纳这些大质量宇宙岛的大质量暗物质结构还没有时间形成。
需要更多的观测来了解这些宇宙岛可能有多常见，并帮助我们了解这些宇宙岛的真实质量有多大。
” 格雷泽布鲁克希望这可以为我们理解暗物质的物理学打开一个新的大门，他说:“JWST已经发现越来越多的证据表明大规模宇宙岛在早期形成。
这一结果制造了这一现象的新纪录。
虽然它非常引人注目，但它只是一个对象。
但我们希望找到更多，如果我们找到了，这将真正颠覆我们对宇宙岛形成的想法。
”
詹姆斯·韦伯太空望远镜以惊人的详情观察
这台价值100亿美元的望远镜拍摄的宇宙肖像宝藏揭示了从该仪器在太空中的有利位置看到的非常详细、非常惊人的螺旋正面视图。
这些JWST图像在交付过程中让天文学家特别兴奋，因为它们强调了当以JWST所能提供的精度观察时，没有两个宇宙岛是相同的。
这些观测是邻近宇宙岛高角分辨率物理学PHANGS项目的一部分，特别突出了这些宇宙岛中的气体和尘埃结构，为天文学家提供了银河系等螺旋宇宙岛如何形成太阳的线索。
“JWST的新图像是非凡的，”巴尔的摩的太空望远镜科学研究所战略倡议项目科学家李秀媛在一份声明中说。
“即使对研究这些宇宙岛数十年的研究人员来说，它们也令人兴奋不已。
气泡和细丝被分解到有史以来观察到的最小尺度，并讲述了一个关于太阳形成周期的故事。
” 这些图像显示了由JWST的中红外仪器MIRI捕捉到的发光的橙色尘埃带。
由19张螺旋宇宙岛的JWST图像组成的mosiac图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大空间局、STScI、李秀媛STScI、Thomas Williams牛津、PHANGS团队 同一台仪器还捕捉到了仍在形成过程中的太阳，它们被包裹在气体和尘埃的外壳中，并从中聚集质量。
那些信封可以被视为尘埃带顶峰的红色“种子”。
阿尔伯塔大学物理学教授埃里克·罗索洛夫斯基在声明中说:“在这些地方我们可以找到宇宙岛中最新、最大质量的太阳。
” 新拍摄的螺旋宇宙岛的这一方面在棒旋宇宙岛NGC 1300的图像中尤为突出，该宇宙岛位于6900万光年之外的波江座。
橙色尘埃带顶端的棒旋宇宙岛NGC 1300带有新生的红色太阳图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、STScI、j . LeeSTScI、T. Williams牛津、PHANGS团队 JWST的近红外相机NIRCam捕捉到的图像中，数百万颗更成熟的太阳像璀璨的蓝色宝石一样闪耀在橙色的气体和尘埃带中。
其中一些蓝星聚集在一起，而另一些则分散在各自的宇宙岛中。
在JWST·潘格斯拍摄的螺旋宇宙岛NGC 7496的图像中，可以清晰地看到这些酷热的蓝星。
该宇宙岛位于距地球2400万光年的天鹅座内。
年长的蓝星穿过NGC 7496的橙色气体图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、STScI、j . LeeSTScI、T. Williams牛津、PHANGS团队 令检查这些JWST成像螺旋宇宙岛的天文学家惊讶的是，这台强大的太空望远镜还在气体和尘埃带中发现了几个空洞。
俄亥俄州立大学天文学教授亚当·勒罗伊在声明中说:“这些洞可能是由一颗或多颗太阳爆炸产生的，在星际物质中切出很大的洞。
” 当作PHANGS计划的一部分，JWST拍摄的宇宙岛之一NGC 5068位于距离地球2000万光年的处女座中，似乎被这样的大空洞所占据。
螺旋宇宙岛NGC 5068中充满了空洞，这些空洞可能是由大质量太阳爆炸清理出来的。
图像鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、空间科学技术委员会、j .李空间科学技术委员会、T. Williams牛津、PHANGS团队 当然，任何螺旋宇宙岛最令人惊叹的特征之一都与从密集太阳的中心核辐射出的“手臂”有关，这些手臂形成了一个标志性的螺旋。
通过追踪这些臂，天文学家可以找到发光气体和尘埃的扩展区域。
“这些结构在宇宙岛的某些部分往往遵循相同的模式，”Rosolowsky解释说。
“我们认为这些就像波，它们的间距告诉我们很多关于宇宙岛如何分布其气体和尘埃的信息。
” 因为致密的气体和尘埃云坍塌形成新的太阳，详细研究这些结构可以提供宇宙岛中太阳形成的强烈爆发是如何触发、维持和关闭的关键信息。
可以说，这些旋臂从未像JWST新拍摄的NGC 628影像那样充满活力和生机。
NGC 628是一个位于3200万光年外的双鱼座螺旋宇宙岛。
在图像中，宇宙岛的手臂似乎正在喷射气体和尘埃，就像璀璨的橙色喷漆。
NGC 628的旋臂位于3200万光年之外的双鱼座。
图像鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、空间科学技术委员会、j .李空间科学技术委员会、T. Williams牛津、PHANGS团队 此外，当作该观测项目的一部分，JWST观测到的一些宇宙岛显示出遍布其中心区域的粉红色和红色衍射尖峰。
马克斯·普朗克天文研究所的科学家Eva Schinnerer在声明中说:“这是一个明显的迹象，表明可能存在一个活跃的超大质量黑洞。
”“或者，靠近中心的星团太亮了，以至于它们已经饱和了图像的那个区域。
“ 这可以在NGC 1365的JWST图像中看到，它位于距离地球5600万光年的天炉座内。
螺旋宇宙岛NGC 1365带有粉红色的衍射尖峰，这可能表明在这个宇宙岛的中心有一个活跃的超大质量黑洞图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、STScI、j . LeeSTScI、T. Williams牛津、PHANGS团队 从这19幅螺旋宇宙岛图像中可以明显看出，宇宙岛似乎是由内而外生长的，这意味着太阳的诞生始于宇宙岛的中心，然后通过这些旋臂向外辐射。
这意味着离宇宙岛核心越远的太阳越有可能相对年轻，古老的太阳大多聚集在宇宙岛的中心。
牛津大学博士后研究员霍马斯·威廉姆斯homas Williams在声明中说:“我觉得我们的团队一直处于被这些图像中的大量详情所淹没的状态——以一种积极的方式。
”，
