韋布望遠鏡揭示了不同形成階段的早期恒星

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翻譯：楊幸允

校對：牧夫校對組

編排：陳宏宇

后臺：朱宸宇

https://phys.org/news/2026-06-webb-unveils-young-stars-stage.html

圖片來源：歐洲空間局（ESA）、韋布空間望遠鏡（Webb）、美國國家航天局（NASA）、加拿大宇航局（CSA）、T·米吉斯（T. Megeath）、M·扎馬尼（M. Zamani）和M·厄茲薩拉奇（M. ?zsara?）

在本期韋布空間望遠鏡的“月度圖片”中，我們聚焦于韋布望遠鏡非常熟悉的天區(qū)——獵戶座。這片天區(qū)恒星形成云團密布，形成了橫跨數(shù)百光年的復雜結(jié)構(gòu)。這次我們在巨型分子云“獵戶座A”（Orion A）之中；人們熟知的獵戶星云（又稱M42星云）是其中的一部分。在此之前，韋布望遠鏡已經(jīng)從對M42進行了特寫和廣角觀測。

但是，本次觀測的目標需要我們把目光投向獵戶星云的身后。在M42星云的恒星、氣體和塵埃之后，有一條由低溫氣體和塵埃組成的又長又大的絲狀結(jié)構(gòu)；它被（有些令人困惑地）稱為“獵戶座分子云”（OMC，Orion Molecular Clouds）。這個被劃分為四個區(qū)域：OMC-1到OMC-4。OMC-1緊鄰M42星云的后方；在它北側(cè)依次為OMC-2和OMC-3；OMC-4 則在南側(cè)。

這張圖片僅僅展示了OMC-2北部的一小部分；它距離地球1280光年，位于獵戶座星云偏北處。在這幅橫跨150光年的景象中，恒星形成過程的每個階段——從最早期的恒星胚胎（stellar embryos），到原行星盤（protoplanetary disks），再到新誕生的主序前星（pre-main sequence stars）——都能被盡收眼底。劇烈的星形成活動造就了一幅壯觀的景象：在層層旋轉(zhuǎn)的氣體和陰暗遮蔽的塵埃云上，翻涌的外向流與璀璨的恒星交相輝映。

OMC-2這樣的分子云是密度遠高于星際空間中其他區(qū)域的巨大氣體團塊。這種高密度環(huán)境屏蔽了其他恒星的輻射，讓復雜的分子得以形成。這也意味著引力會促使云團坍縮并形成恒星。

這一過程的最初階段是原恒星（protostar）。這是一種通過一個旋轉(zhuǎn)的氣體盤從周圍的星云中吸積氣體的生長中的恒星。氣體落向原恒星時會被加熱，從而使原恒星發(fā)光。在此過程中獲得的巨大能量會以劇烈的氣體噴流形式被從恒星的兩極釋放出來；這通常表現(xiàn)為一對發(fā)光的外向流（outflow），而它們標志著原恒星的位置。

OMC-2 中大量正在形成的原恒星產(chǎn)生了大量大小不一的壯觀外向流。早期恒星噴射出的噴流形成高速激波，席卷了周圍致密的物質(zhì)；當激波撞擊氣體時，氣體被加熱并發(fā)出耀眼的光芒，形成了輪廓分明的脊狀結(jié)構(gòu)。放大圖片后，你可以觀察這些激波中的精細細節(jié)，也能發(fā)現(xiàn)來自更早期的原恒星的小型噴流。沿著這些噴流的方向，看看你能不能找到那些被塵埃“搖籃”深深遮蔽、無法被直接觀測到的隱藏原恒星吧！將這些極其早期的原恒星與演化程度更高的恒星進行對比：后者已經(jīng)驅(qū)散了周圍的塵埃云，并開始照亮OMC-2。

這幅OMC-2的圖片是由韋布望遠鏡的近紅外相機（NIRCam）拍攝的。獵戶星云及其周圍厚重的氣體和塵埃會阻擋來自OMC-2的可見光，而OMC-2內(nèi)部的云層本身也遮蔽了天文學家最希望發(fā)現(xiàn)的原恒星。只有在紅外波段，這些原恒星才能從包裹它們的塵埃繭中顯現(xiàn)出來。

在許多區(qū)域，低溫塵埃的密度極高，吸收了所有或幾乎全部的光線，從而形成黑暗的球狀體（globule）。圖片中的橙色、棕色以及部分紅色區(qū)域是溫度較高、既吸收外來光線，也會釋放自身的熱輻射的塵埃。黃色到綠色的漸變顏色主要來自多環(huán)芳烴（PAHs）的輻射。恒星和原恒星發(fā)出的光經(jīng)塵埃顆粒散射后，則主要呈現(xiàn)為朦朧的藍色和青色。被噴流加熱的氣體則形成了細節(jié)豐富、發(fā)紅的脊狀結(jié)構(gòu)。

這些數(shù)據(jù)來自觀測項目#5804。該項目旨在研究OMC-2及其近鄰OMC-3中的恒星形成過程。由于這些分子云距離地球非常近，它們成為了研究恒星演化早期階段的理想天然實驗室。天文學家將利用韋伯望遠鏡獲取的數(shù)據(jù)，探究這些大量外向流如何影響這兩個區(qū)域的恒星形成過程；早期恒星發(fā)出的紫外線輻射如何改變未來可能孕育行星的星周盤（circumstellar disks）中的化學反應；以及氣體和塵埃如何持續(xù)吸積到該區(qū)域數(shù)十顆原恒星之上。

責任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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