韦布太空望远镜拍到1300光年外巨蛇座星云图像，证实恒星形成理论

IT之家 6 月 22 日消息，NASA 发文，宣布詹姆斯・韦布（James Webb）太空望远镜借助其近红外相机 (NIRCam) 拍摄到了地球 1300 光年外的巨蛇座星云（Serpens Nebula）图像。

这张照片不仅本身看起来十分绚丽，最重要的是它还捕捉到了一种科学家期待已久的现象。我们这里可以将其称为“双极喷流”，从而证实了科学家提出的恒星形成理论。

当然，巨蛇座星云只有一两百万年的历史，从宇宙的角度来看非常非常年轻（科学家估计地球约有 46 亿到 50 亿年历史）。

如图所示，图像中央密集部分正孕育着许多新生恒星，它们大约只有 10 万年左右的历史，其中一些恒星最终会成长到与我们太阳相似的质量大小。

图中左上角区域，我们依稀可以看见几条名为「原恒星喷流（Protostellar outflow）」的长条型气体。正如天文学家所猜测的那样，同一片原始星云中的喷流全部都朝向同一个方向喷出。

这些喷流是由来自新生恒星的气体喷流高速撞击附近的气体和尘埃所形成的。通常情况下，这些喷流在一个区域内会呈现出不同的方向。然而，在这一观测区域中，它们就像暴风雨中的雨夹雪一样，以相同的角度全都倾斜向同一个方向。

这意味着星云中的所有年轻恒星，都以自转轴对准同一个方向的姿态并以同方向不断旋转。

NASA 喷气推进实验室首席研究员克劳斯・蓬托皮丹 (Klaus Pontoppidan) 表示：“天文学家长期以来一直认为，当星云团坍缩形成恒星时，恒星会倾向于朝同一个方向旋转。然而，我们之前从未如此直接地观测到这一情景。这些排列整齐的细长结构是恒星诞生基本方式的历史纪录片。”

那么恒星喷流的排列与恒星的自转有何关系呢？简单来说，当星际中的气体云坍缩形成恒星时，它会不断加速旋转，而气体不断向内收缩的唯一途径就是去除部分自旋（我们一般称为角动量）。

想象一下，一个年轻恒星周围会逐渐形成一个物质盘，从而将物质不断向下输送，就像排水口周围的漩涡一样不断旋转、压缩，而在这一过程中，内盘中的旋转磁场便会将一些物质发射成双生喷流，它们会向相反的方向以垂直于物质盘的方式向外进行喷射。

在韦布拍摄到的图像中，这些喷流以红色的明亮块状条纹进行表示，这也喷流撞击周围气体和尘埃形成的冲击波，这里的红色代表了分子氢和一氧化碳的存在。

巴尔的摩太空望远镜科学研究所的首席作者乔尔・格林 (Joel Green) 表示：“巨蛇座北部这片区域 —— 只有通过韦布望远镜才能清晰地看到。我们现在能够看到的这些极其年轻的恒星及其喷流，其中一些以前看起来只是斑点，或者由于周围的厚层尘埃而在光学波段完全不可见。”

天文学家表示，在年轻恒星生命周期这段时间内，可能会有一些力改变外流的方向。其中一种方式是当双星相互旋转并以不稳定的方向摆动时，会随着时间的推移扭曲外流的方向。

格林称，“韦布太空望远镜就犹如一台寻找年轻恒星的机器。在这个区域，我们能够捕捉到所有年轻恒星的信号，甚至包括质量最小的恒星。”

蓬托皮丹也补充道，“这幅图像为我们呈现了一幅非常完整的画面”。图像中的各种色调的细丝和缕状物代表了来自云内仍在形成的原始恒星的反射星光。在某些区域，反射之前存在着尘埃，这些尘埃在这幅图像中呈现出橙色和弥散的色调。

值得一提的是，该区域还有着一些巧合的发现，例如因其外形而得名的“蝙蝠状阴影”（IT之家注：命名来自于哈勃太空望远镜 2020 年的数据），而这一特征在韦布图像的中也清晰可见。