詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）於2024年1月底釋出了一批最新的螺旋星系的高解析度紅外線影像。這批資料展示了我們自己的銀河系以外可觀測到的最小尺度，包括恆星、氣體和塵埃。天文學家正在研究這些影像，以瞭解這些螺旋星系複雜結構的起源。這些觀測研究的結果也將為理論以及模擬提供新的資訊，推進我們對恆星形成和螺旋星系演化的理解。
圖說：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡於2024年1月底釋出了一批最新的螺旋星系的高解析度紅外線影像。
仔細研究這些新釋出的星系影像，我們可以順著每個充滿恆星的星系懸臂，一直追溯到星系的中心。那裡可能有老化的恆星團，中心也可能存在活躍的超大質量黑洞。如此詳細的近距離星系場景，只有韋伯太空望遠鏡能夠以近紅外線和中紅外線觀測的組合提供。這項大型長遠的研究計畫名為「鄰近星系高解析度物理學（PHANGS）」，且由全球150多名天文學家所支援。在韋伯拍攝這些影象之前，PHANGS已經收集了來自哈勃太空望遠鏡、歐洲南方天文臺非常大望遠鏡（VLT），以及阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）的資料，這些包括紫外、可見和無線電光的觀測。韋伯望遠鏡提供的近紅外線和中紅外線觀測，可說是在多波段觀測中的最後一片拼圖，使得我們對這些螺旋星系有了更全面的瞭解。
這批新資料非常精細，即使是研究這些同一星系已經數十年的研究人員，也被它們震撼。例如泡泡狀和絲狀結構被解析到有史以來觀測到的最小尺度，而這些結構都與恆星的形成與一生有關。韋伯的近紅外線相機在這些影象中捕捉了數百萬顆恆星，在影像中以藍色顯示，這些恆星分佈在星系旋臂中，或是緊密的聚集在星團中。韋伯的中紅外線儀器的資料則突顯了發光的塵埃，它們存在於恆星周圍和恆星之間的位置，這些塵埃也是提供恆星與行星形成的原料。天文學家已經在這些星系中可以找到的最新、最巨大的恆星所在地。另外，這批新影象還顯示了氣體和塵埃中的大型球形外殼。這些球殼可能是由一個或多個爆炸的恆星創造的，它們在星際物質中挖出了巨大的空洞。
圖說：韋伯望遠鏡拍攝的NGC 628星系。這是一個位於雙魚座的螺旋星系，距離我們約3,200萬光年遠。這張影像展示了我們自己的銀河系以外可觀測到的最小尺度，包括恆星（藍點）、氣體和塵埃（橙色）；可以看到精細絲狀結構以及黑色的「泡泡」狀空洞。
影像中以紅色和橙色呈現的是星系中旋臂延伸的氣體區域。天文學家正在研究這些區域的特徵，以瞭解星系如何分佈其氣體和塵埃。研究這些結構將為關於星系如何建造、維持和終止恆星提供的重要見解。目前證據顯示，星系是由內向外增長的，恆星形成始於星系的核心，並沿著它們的懸臂擴散，以螺旋形向外遠離中心。一顆恆星離星系核心越遠，它越有可能年輕。相比之下，靠近核心的區域是較老的恆星群。而星系中心可能存在著活躍的超大質量黑洞，導致影像上星系中心有些亮度過度飽和的情況。
除了發布這些影像外，PHANGS團隊還發布了迄今為止最大量的約10萬個恆星團的目錄。希望藉由這批新影像及資料的釋出，天文學家可以開始利用PHANGS的資料並結合其他的研究。（編譯／段皓元）
資料來源：WEBB Science Releases
以下影片將帶領大家遨遊這批最新的影像：
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