韋布望遠(yuǎn)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(duì)：牧夫校對(duì)組

編排：陳宏宇

后臺(tái)：朱宸宇

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

圖片來(lái)源：歐洲空間局（ESA）、韋布空間望遠(yuǎn)鏡（Webb）、美國(guó)國(guó)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(yuǎn)鏡的“月度圖片”中，我們聚焦于韋布望遠(yuǎn)鏡非常熟悉的天區(qū)——獵戶座。這片天區(qū)恒星形成云團(tuán)密布，形成了橫跨數(shù)百光年的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這次我們?cè)诰扌头肿釉啤矮C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(yuǎn)鏡已經(jīng)從對(duì)M42進(jìn)行了特寫和廣角觀測(cè)。

但是，本次觀測(cè)的目標(biāo)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(zhǎng)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(gè)被劃分為四個(gè)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(guò)程的每個(gè)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(dòng)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(yuǎn)高于星際空間中其他區(qū)域的巨大氣體團(tuán)塊。這種高密度環(huán)境屏蔽了其他恒星的輻射，讓復(fù)雜的分子得以形成。這也意味著引力會(huì)促使云團(tuán)坍縮并形成恒星。

這一過(guò)程的最初階段是原恒星（protostar）。這是一種通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的氣體盤從周圍的星云中吸積氣體的生長(zhǎng)中的恒星。氣體落向原恒星時(shí)會(huì)被加熱，從而使原恒星發(fā)光。在此過(guò)程中獲得的巨大能量會(huì)以劇烈的氣體噴流形式被從恒星的兩極釋放出來(lái)；這通常表現(xiàn)為一對(duì)發(fā)光的外向流（outflow），而它們標(biāo)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(dāng)激波撞擊氣體時(shí)，氣體被加熱并發(fā)出耀眼的光芒，形成了輪廓分明的脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。放大圖片后，你可以觀察這些激波中的精細(xì)細(xì)節(jié)，也能發(fā)現(xiàn)來(lái)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?！皳u籃”深深遮蔽、無(wú)法被直接觀測(cè)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(jìn)行對(duì)比：后者已經(jīng)驅(qū)散了周圍的塵埃云，并開(kāi)始照亮OMC-2。

這幅OMC-2的圖片是由韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外相機(jī)（NIRCam）拍攝的。獵戶星云及其周圍厚重的氣體和塵埃會(huì)阻擋來(lái)自O(shè)MC-2的可見(jiàn)光，而OMC-2內(nèi)部的云層本身也遮蔽了天文學(xué)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(lái)。

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(lái)光線，也會(huì)釋放自身的熱輻射的塵埃。黃色到綠色的漸變顏色主要來(lái)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(lán)色和青色。被噴流加熱的氣體則形成了細(xì)節(jié)豐富、發(fā)紅的脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。

這些數(shù)據(jù)來(lái)自觀測(cè)項(xiàng)目#5804。該項(xiàng)目旨在研究OMC-2及其近鄰OMC-3中的恒星形成過(guò)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(shí)驗(yàn)室。天文學(xué)家將利用韋伯望遠(yuǎn)鏡獲取的數(shù)據(jù)，探究這些大量外向流如何影響這兩個(gè)區(qū)域的恒星形成過(guò)程；早期恒星發(fā)出的紫外線輻射如何改變未來(lái)可能孕育行星的星周盤（circumstellar disks）中的化學(xué)反應(yīng)；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(zé)任編輯：郭皓存

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影像提供與版權(quán)：Marek Nikodem (PPSAE)

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