詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的螺旋星云(Helix Nebula)新图像,凸显了彗星状的结、猛烈的恒星风,以及一颗垂死恒星与周围环境相互作用时抛出的气体层。韦伯的图像还展示了当外壳从中央白矮星向外膨胀时,从最热气体到最冷气体之间的鲜明过渡。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、A. Pagan(STScI)

螺旋星云最早于19世纪初被观测到,因其醒目、环状的外观,已成为天空中最易识别的行星状星云之一。作为距离地球最近的行星状星云之一,它为天文学家提供了一个难得的机会,可以近距离研究恒星生命的最后阶段。几十年来,科学家们一直利用地面和太空望远镜对其进行研究。
如今,詹姆斯·韦伯太空望远镜通过提供对这个熟悉天体有史以来最详细的红外观测,将这些研究推向了新的高度。
太阳遥远命运的预演
韦伯强大的仪器使科学家能够深入放大观察螺旋星云,得以一窥我们自己的太阳和行星系统最终可能发生的情况。望远镜锐利的红外视觉清晰地揭示了气体从垂死恒星流出的结构。这些物质曾是恒星本身的一部分,现在正被抛回太空,未来可能有助于形成新的恒星和行星。
来自韦伯近红外相机(NIRCam)的图像揭示了密集的气体柱,它们拖着长长的尾巴,形似彗星。这些特征勾勒出正在膨胀的物质壳层的内边缘。它们形成于垂死恒星释放的高速、极热的风,撞击到恒星生命早期释放出的较冷的尘埃和气体层。这些碰撞雕刻并塑造了星云,形成了其复杂而富有纹理的外观。
韦伯视角与早期观测的对比
自近两个世纪前被发现以来,螺旋星云已被众多望远镜观测过。韦伯的近红外图像使气体和尘埃的小结块比NASA/ESA哈勃太空望远镜图像中柔和、发光的视图更加清晰锐利。新数据还突显了随着星云继续从其中心恒星向外膨胀,从中心附近最热的气体到更远处更冷物质之间的清晰过渡。
螺旋星云的中心是一颗白矮星,这是恒星抛掉外层后暴露出的核心。虽然它恰好位于韦伯图像的画框之外,但其影响是毋庸置疑的。来自白矮星的强烈辐射激发了周围的气体,产生了一系列不同的环境。最靠近核心的是炽热的电离气体,随后是富含分子氢的较冷区域。更远处,尘埃云中受遮蔽的区域允许更复杂的分子开始形成。这些区域包含了最终可能帮助其他恒星系统构建新行星的基本材料。
韦伯图像中颜色揭示的信息
在韦伯的图像中,颜色用于表示温度和化学成分的差异。蓝色调表示最热的气体,由强烈的紫外线辐射激发。黄色区域显示较冷的区域,那里的氢原子结合在一起形成分子。沿着外边缘,红色色调追踪着最冷的物质,那里气体变得稀薄,尘埃开始成形。这些颜色共同说明了恒星最后的流出物如何成为未来世界的原材料,进一步增加了韦伯对我们理解行星形成过程日益增长的贡献。
螺旋星云位于宝瓶座,距离地球约650光年。其相对较近的距离和引人注目的结构,使其成为业余天文爱好者和专业天文学家都喜爱的观测目标。
关于詹姆斯·韦伯太空望远镜的更多信息
韦伯是有史以来发射的最大、最强大的太空望远镜。作为国际合作项目的一部分,欧洲空间局(ESA)使用阿丽亚娜5号火箭提供了发射服务。ESA还监督了为此次任务对阿丽亚娜5号进行的改装开发和测试,并通过阿丽亚娜空间公司安排了发射。此外,ESA贡献了近红外光谱仪(NIRSpec)仪器以及中红外仪器(MIRI)的50%,MIRI由欧洲各国资助的研究所组成的联盟(MIRI欧洲联盟)与喷气推进实验室(JPL)和亚利桑那大学合作设计和建造。
韦伯是美国国家航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和加拿大航天局(CSA)的联合项目。



