韦伯太空望远镜揭示标志性马头星云的隐藏层次

这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的马头星云图像聚焦在马的"鬃毛"部分，宽度约为 0.8 光年。这是用韦伯的近红外相机（NIRCam）拍摄的。图像底部呈现蓝色的空灵云层充满了各种物质，包括氢、甲烷和水冰。延伸到主星云上方的红色缕状物代表原子氢和分子氢。在这个被称为光解离区的区域中，来自附近年轻大质量恒星的紫外线在上方完全电离的气体和下方星云之间形成了一个由气体和尘埃组成的中性温暖区域。与许多韦伯图像一样，遥远的星系散布在背景中。这张图像由波长为 1.4 和 2.5 微米（蓝色）、3.0 和 3.23 微米（青色）、3.35 微米（绿色）、4.3 微米（黄色）以及 4.7 和 4.05 微米（红色）的光组成。资料来源：NASA、ESA、CSA、Karl Misselt（亚利桑那大学）、Alain Abergel（法国国家科学研究中心 IAS）

韦伯的观测将使天文学家能够研究星云中的尘埃是如何阻挡和发射光线的，并更好地了解星云的形状。

这张图片展示了我们天空中最独特的天体之一--马头星云的三个视角。第一张图片（左）于 2023 年 11 月发布，展示了欧空局欧几里得望远镜在可见光下看到的马头星云。第二张图片（中）是美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的马头星云的近红外照片，这张图片曾在 2013 年作为哈勃太空望远镜 23 周年纪念图片展出。这张图片揭示了通常被尘埃遮挡的美丽而精致的结构。第三张图片（右）是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）仪器拍摄的马头星云的新景象。资料来源：NASA、ESA、CSA、Karl Misselt（亚利桑那大学）、Alain Abergel（IAS、CNRS）、Mahdi Zamani 欧几里得联盟、哈勃遗产项目（STScI、AURA）

美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）拍摄到了我们天空中最独特的天体之一--马头星云（Horsehead Nebula）放大部分迄今为止最清晰的红外图像。这些观测数据以全新的视角展示了这个标志性星云的"马鬃"顶部或边缘，以前所未有的空间分辨率捕捉到了该区域的复杂性。

韦伯的新图像显示了猎户座的部分天空，位于一个被称为猎户座 B 分子云的密集区域的西侧。从尘埃和气体的湍流中升起的是马头星云，又名巴纳德 33，位于大约 1300 光年之外。

星云由坍塌的星际物质云形成，由于受到附近一颗炙热恒星的照耀而发光，周围的气体云已经消散，但突出的星柱是由厚厚的物质团块组成的，因此更难被侵蚀。天文学家估计，"马头"在解体之前还有大约 500 万年的时间。韦伯的新视图聚焦于星云顶部独特的尘埃和气体结构的照明边缘。

马头星云是一个著名的光解离区（PDR）。在这样的区域中，来自年轻大质量恒星的紫外线（UV）在大质量恒星周围完全电离的气体和恒星诞生的云层之间形成了一个大部分为中性、温暖的气体和尘埃区域。这种紫外线辐射强烈地影响着这些区域的化学性质，并成为一个重要的热源。

这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的马头星云图像聚焦于马的部分"鬃毛"。这是用韦伯的中红外仪器（MIRI）拍摄的。中红外光可以捕捉到灰尘硅酸盐和称为多环芳烃的烟灰状分子等物质的光芒。资料来源：NASA、ESA、CSA、Karl Misselt（亚利桑那大学）、Alain Abergel（法国国家科学研究中心 IAS）

这些区域的星际气体密度足以保持大部分中性，但密度不足以阻止大质量恒星紫外线的穿透。这种 PDR 发出的光为研究物理和化学过程提供了一个独特的工具，这些物理和化学过程推动了银河系星际物质的演化，也推动了从恒星形成的早期到现在的整个宇宙的演化。

由于马头星云距离很近，而且其几何形状几乎处于边缘位置，因此是天文学家研究PDR的物理结构、其各自环境中气体和尘埃的分子演化以及它们之间过渡区域的理想目标。它被认为是天空中研究辐射如何与星际物质相互作用的最佳区域之一。

借助韦伯望远镜的近红外成像（MIRI）和近红外成像（NIRCam）仪器，一个国际天文学家小组首次揭示了马头星受光边缘的小尺度结构。当紫外线蒸发尘埃云时，尘埃粒子被加热的气体带离尘埃云。韦伯探测到了追踪这一运动的细小特征网络。通过观测，天文学家还研究了尘埃是如何阻挡和发射光线的，并更好地了解了星云的多维形状。

接下来，天文学家打算研究已经获得的光谱数据，以深入了解整个星云中观测到的物质的物理和化学特性的演变。

这些观测是为韦伯 GTO 1192 计划进行的，观测结果于 4 月 29 日发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上。

编译来源：ScitechDaily