韦伯望远镜让早期宇宙中的已发现超新星数量增加10倍

韦伯望远镜让早期宇宙中的已发现超新星数量增加10倍韦伯望远镜非常适合用来识别极其遥远的超新星，因为存在一种叫做宇宙学红移的现象，在这种现象中，穿越宇宙的光线会被拉伸到更长的波长。来自远古超新星的可见光被拉伸得如此之长，以至于最终出现在红外线中。韦伯望远镜的仪器可以看到红外光，因此非常适合寻找这些遥远的超新星。一个研究小组利用韦伯早期宇宙深度探测的数据，发现了比以前已知的多10倍的远古超新星。这项研究是利用韦伯望远镜对远古超新星进行更广泛探测的第一步。JADES深度场使用的是NASA詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）的观测数据，这是JADES（JWST高级河外星系深度巡天）计划的一部分。一个研究JADES数据的天文学家小组发现了大约80个亮度随时间变化的天体（绿色圈内）。这些被称为瞬变天体的天体大多是恒星或超新星爆炸的结果。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、JADES合作组织美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）深入窥探宇宙，为科学家们首次提供了宇宙早期超新星的详细资料。一个使用韦伯数据的研究小组发现，早期宇宙中的超新星比之前已知的多10倍。其中一些新发现的爆炸恒星是同类恒星中最遥远的例子，包括那些用来测量宇宙膨胀率的恒星。"韦伯望远镜是一台发现超新星的机器，"图森市亚利桑那大学斯图尔特天文台的三年级研究生克里斯塔-德库西（ChristaDeCoursey）说。"探测到的超新星数量之多，加上这些超新星的距离之远，是我们巡天观测中最令人兴奋的两项成果"。德库西在威斯康星州麦迪逊举行的美国天文学会第244次会议的新闻发布会上介绍了这些发现。资料来源：NASA、ESA、CSA、AnnFeild（STScI）为了取得这些发现，研究小组分析了作为JWST高级深河外星系巡天（JADES）计划一部分而获得的成像数据。韦伯望远镜非常适合寻找极其遥远的超新星，因为它们的光线会被拉伸到更长的波长--这种现象被称为宇宙学红移。(见上图）。在韦伯望远镜发射之前，只有少数超新星的红移超过2，这相当于宇宙的年龄只有33亿年--仅为目前年龄的25%。JADES样本包含了许多在更久远的过去爆炸的超新星，当时宇宙的年龄还不到20亿年。以前，研究人员利用美国宇航局的哈勃太空望远镜观测宇宙处于"青年期"时的超新星。通过JADES，科学家们看到了宇宙处于"十几岁"或"前十几岁"时的超新星。未来，他们希望能够回望宇宙的"幼儿"或"婴儿"阶段。为了发现这些超新星，研究小组比较了相隔一年的多幅图像，寻找在这些图像中消失或出现的光源。这些观测亮度随时间变化的天体被称为瞬变体，而超新星就是瞬变体的一种。总之，JADES瞬变巡天样本小组在一片只有米粒粗细的天空中发现了大约80个超新星。这张马赛克照片展示了从JADES（JWST高级深河外星系巡天）计划的数据中发现的约80个瞬变天体（即亮度不断变化的天体）中的三个。大多数瞬变体都是恒星或超新星爆炸的结果。通过对比2022年和2023年拍摄的图像，天文学家可以找到从我们的视角来看最近才爆炸的超新星（如前两列所示的例子），或者已经爆炸但其光线正在逐渐消失的超新星（第三列）。每颗超新星的年龄都可以通过它的红移（用"z"表示）来确定。最遥远的超新星的红移为3.8，它的光起源于宇宙只有17亿年的时候。红移2.845相当于宇宙大爆炸后23亿年。最接近的例子红移为0.655，显示的是大约60亿年前离开其星系的光线，当时宇宙的年龄刚刚超过现在的一半。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、ChristaDeCoursey（亚利桑那大学）、JADES合作组织位于马里兰州巴尔的摩市的太空望远镜科学研究所（STScI）的美国宇航局爱因斯坦研究员贾斯汀-皮埃尔（JustinPierel）说："这确实是我们对高红移宇宙的瞬态科学的第一个样本。我们正试图确定遥远的超新星是否与我们在附近宇宙中看到的超新星有本质区别或非常相似。"皮埃尔和STScI的其他研究人员提供了专家分析，以确定哪些瞬变实际上是超新星，哪些不是，因为它们往往看起来非常相似。研究小组发现了一些高红移超新星，包括光谱学上确认的最远的一颗，红移为3.6。它的祖星在宇宙只有18亿岁时爆炸。这是一颗所谓的核心坍缩超新星，是一颗大质量恒星的爆炸。这段动画展示了白矮星爆炸的过程，白矮星是一颗恒星的残余物，密度极高，其核心已无法再燃烧核燃料。在这颗"Ia型"超新星中，白矮星的引力从附近的恒星伴星那里偷走了物质。当白矮星的质量估计达到目前太阳质量的1.4倍时，它再也无法承受自身的重量，于是爆炸了。资料来源：NASA/JPL-Caltech天体物理学家特别感兴趣的是Ia型超新星。(这些爆炸的恒星非常明亮，可以用来测量遥远的宇宙距离，帮助科学家计算宇宙的膨胀率。研究小组至少发现了一颗红移为2.9的Ia型超新星。这颗爆炸产生的光在115亿年前开始向我们传播，当时宇宙的年龄只有23亿年。此前经光谱学确认的Ia型超新星的距离记录是红移1.95，当时宇宙的年龄是34亿年。科学家们迫切希望分析高红移下的Ia型超新星，看看它们是否都具有相同的内在亮度，而与距离无关。这一点至关重要，因为如果它们的亮度随红移而变化，那么它们就不能成为测量宇宙膨胀率的可靠标记。Pierel分析了这颗发现于红移2.9的Ia型超新星，以确定其内在亮度是否与预期不同。虽然这只是第一个这样的天体，但结果表明没有证据表明Ia型亮度会随红移而变化。我们还需要更多的数据，但现在，基于Ia型超新星的宇宙膨胀率理论及其最终命运仍然保持不变。皮埃尔还在美国天文学会第244次会议上介绍了他的研究成果。早期宇宙的环境与现在截然不同。科学家们期望看到来自恒星的古老超新星，这些恒星所含的重化学元素远远少于太阳这样的恒星。将这些超新星与本地宇宙中的超新星进行比较，将有助于天体物理学家了解早期恒星的形成和超新星的爆发机制。STScI研究员马修-西伯特（MatthewSiebert）说："我们基本上为瞬变宇宙打开了一扇新窗口。从历史上看，每当我们这样做的时候，我们都会发现一些极其令人兴奋的东西--一些我们意想不到的东西。"JADES团队成员、亚利桑那大学图森分校研究教授EiichiEgami说："由于韦伯望远镜非常灵敏，它几乎能在其指向的所有地方发现超新星和其他瞬变体。这是利用韦伯望远镜对超新星进行更广泛观测的重要第一步。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434348.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434348.htm

韦伯太空望远镜在两颗超新星中发现尘埃贮藏室

韦伯太空望远镜在两颗超新星中发现尘埃贮藏室美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）的中红外成像仪（MIRI）拍摄的图像揭示了两颗II型超新星--超新星2004et（SN2004et）和超新星2017eaw（SN2017eaw）--内的大量尘埃，这两颗超新星位于螺旋星系NGC6946中，距离地球2200万光年。在这些超新星周围发现的大量尘埃支持了这样一种理论，即超新星在为早期宇宙提供尘埃方面发挥了关键作用。SN2004et在本图的左侧面板中突出显示，SN2017eaw在右侧面板中突出显示。韦伯超高的灵敏度和中红外观测能力使它能够探测到在垂死恒星爆炸后的内部冲击中幸存下来的较冷尘埃。在这些图像中，蓝色代表较热的尘埃，红色代表较冷的尘埃。资料来源：NASA、ESA、CSA、OriFox（STSCI）、MelissaShahbandeh（STSCI）、AlyssaPagan（STSCI）尘埃是我们宇宙中许多东西--尤其是行星--的基石。当来自垂死恒星的尘埃在太空中扩散时，它所携带的基本元素有助于孕育下一代恒星及其行星。几十年来，这些尘埃从何而来一直困扰着天文学家。宇宙尘埃的一个重要来源可能是超新星--垂死恒星爆炸后，其剩余气体膨胀并冷却，从而产生尘埃。"这种现象的直接证据到目前为止还很少，我们的能力迄今为止只能研究一颗相对较近的超新星--距离地球17万光年的超新星1987A--中的尘埃群，"领衔作者、约翰-霍普金斯大学和马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的梅丽莎-沙班德（MelissaShahbandeh）说。"当气体冷却到足以形成尘埃时，只要有足够的灵敏度，就只能在中红外波段探测到尘埃。"对于比SN1987A更遥远的超新星，比如SN2004et和SN2017eaw，它们都位于大约2200万光年外的NGC6946中（见上图），只有通过韦伯的中红外仪器（MIRI）才能获得这种波长覆盖和高灵敏度的组合。这张由韦伯的中红外热像仪（MIRI）拍摄的NGC6946图像突出显示了两个超新星--SN2004et和SN2017eaw，图像中显示了罗盘箭头、比例尺和供参考的色键。向北和向东的罗盘箭头表示图像在天空中的方位。刻度线标注为2,600光年。这幅图像显示的是不可见的中红外光波长，已被转换成可见光颜色。色键显示了收集光线时使用了哪些MIRI滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。在这些图像中，韦伯的MIRI数据在10、11.3、12.8和15.0，以及18和21微米（分别为F1000W、F1130W、F1280W和F1500W，以及F1800W和F2100W）处被分配为蓝色、绿色和红色。资料来源：NASA、ESA、CSA、OriFox（STScI）、MelissaShahbandeh（STScI）、AlyssaPagan（STScI）自近十年前阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜在SN1987A中探测到新形成的尘埃以来，韦伯望远镜的观测是超新星产生尘埃研究的首次突破。他们研究的另一个特别有趣的结果不仅仅是探测到了尘埃，而是在超新星生命的早期阶段就探测到了大量尘埃。在SN2004et中，科学家们发现了超过5000个地球质量的尘埃。太空望远镜科学研究所的项目负责人奥拉-福克斯（OriFox）补充说："当计算我们在SN2004et中看到的尘埃数量时，它可以与SN1987A中的测量结果相媲美，而这仅仅是SN1987A年龄的一小部分。这是自SN1987A以来在超新星中探测到的最高尘埃质量。"观测结果向天文学家表明，年轻而遥远的星系充满了尘埃，但这些星系的年龄还不足以让中等质量的恒星（如太阳）在衰老过程中提供尘埃。质量更大、寿命更短的恒星可能很快就会大量死亡，从而产生如此多的尘埃。虽然天文学家已经证实超新星会产生尘埃，但有多少尘埃能在爆炸后的内部冲击中存活下来，这个问题一直悬而未决。在SN2004et和SN2017eaw生命的这一阶段看到如此多的尘埃表明，尘埃能够在冲击波中存活下来--这证明超新星是重要的尘埃工厂。研究人员还指出，目前对质量的估计可能只是冰山一角。虽然韦伯望远镜让研究人员能够测量到比以往温度更低的尘埃，但可能还有一些未被发现的、温度更低的尘埃辐射到电磁波谱更远的地方，而这些尘埃仍然被最外层的尘埃所遮挡。研究人员强调说，这些新发现也只是利用韦伯望远镜对超新星及其产生的尘埃进行新发现的研究能力的一个暗示，以及由此可以告诉我们有关这些尘埃产生的恒星的信息。福克斯说："人们越来越热衷于了解这些尘埃也意味着爆炸恒星的核心是什么。在研究了这些特殊的发现之后，我认为我们的研究同行们将会考虑在未来用创新的方法来研究这些尘埃超新星。"SN2004et和SN2017eaw是该计划五个目标中的第一个。这些观测是作为韦伯综合观测计划2666的一部分完成的。论文发表于7月5日的《皇家天文学会月刊》（MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety）。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378001.htm

韦伯太空望远镜揭示标志性马头星云的隐藏层次

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、KarlMisselt（亚利桑那大学）、AlainAbergel（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、KarlMisselt（亚利桑那大学）、AlainAbergel（IAS、CNRS）、MahdiZamani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（JamesWebbSpaceTelescope）拍摄到了我们天空中最独特的天体之一--马头星云（HorseheadNebula）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、KarlMisselt（亚利桑那大学）、AlainAbergel（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GTO1192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...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429294.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429294.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的环状星云照片欧空局

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的环状星云照片欧空局（ESA）近日发布官方博文，展示了由詹姆斯・韦伯太空望远镜拍摄的环状星云（RingNebula）照片。该环形星云距离地球大约2000光年，是位于北半球天琴座的一个行星状星云，非常明亮，在极佳的观测条件下，通常只需使用简单的双筒望远镜即可从地球上辨别出来。这种天体是红巨星在成为白矮星之前的演化过程中的最后阶段，将气体壳驱逐到周围并电离所形成的天体。欧空局表示环形星云内部大约有2万个富含氢分子的致密小球。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

宇宙“锁孔” - 韦伯揭示标志性超新星内部令人惊叹的新结构

宇宙“锁孔”-韦伯揭示标志性超新星内部令人惊叹的新结构韦伯的近红外相机（NIRCam）捕捉到了这幅SN1987A（超新星1987A）的详细图像，并对其进行了注释，以突出关键结构。在中心位置，超新星喷射出的物质形成了一个钥匙孔形状。在它的左右两侧是韦伯新发现的微弱月牙。在它们之外是一个赤道环，由超新星爆炸前数万年喷出的物质形成，包含明亮的热点。其外是漫射光和两个微弱的外环。在这张图片中，蓝色代表1.5微米（F150W），青色代表1.64和2.0微米（F164N，F200W），黄色代表3.23微米（F323N），橙色代表4.05微米（F405N），红色代表4.44微米（F444W）。美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜已经开始研究最著名的超新星之一--SN1987A（超新星1987A）。SN1987A位于168,000光年之外的大麦哲伦云中，自1987年2月被发现以来，近40年来一直是从伽马射线到射电波长的密集观测目标。韦伯的近红外相机（NIRCam）进行的新观测为我们了解超新星如何随着时间的推移逐渐形成其残余物提供了重要线索。主要观测特征这幅图像显示了一个像钥匙孔一样的中心结构。这个中心充满了超新星爆炸喷射出的团状气体和尘埃。这些尘埃的密度非常高，即使是韦伯探测到的近红外线也无法穿透，从而形成了钥匙孔中的暗"洞"。这组由哈勃太空望远镜的宽视场行星照相机2和高级巡天照相机拍摄的延时序列图像显示了围绕着一颗名为超新星1987A的恒星爆炸的物质环的变化。从1994年9月24日到2003年11月28日看到的这一壮观的光景是碎片与环绕爆炸地点的气体环的碰撞。一个明亮的赤道环环绕着内锁孔，在腰部形成一条带子，连接着沙漏形外环的两个微弱臂。赤道环由超新星爆炸前数万年喷射出的物质形成，包含明亮的热点，这些热点是超新星冲击波撞击赤道环时出现的（见上面的视频）。现在，即使在星环外部也能发现亮斑，其周围还有弥散辐射。这些都是超新星冲击波撞击到更多外部物质的位置。对比观察和新发现虽然NASA的哈勃和斯皮策太空望远镜以及钱德拉X射线天文台已经在不同程度上观测到了这些结构，但韦伯望远镜无与伦比的灵敏度和空间分辨率揭示了这个超新星残余物的一个新特征--类似新月的小结构。这些新月形结构被认为是超新星爆炸喷射出的气体外层的一部分。它们的亮度可能是边缘增亮的迹象，这是一种从三维角度观察膨胀物质所产生的光学现象。换句话说，我们的观察角度会让人觉得这两个月牙中的物质要比实际的多。天文学家将三个不同天文台（阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列，红色；哈勃，绿色；钱德拉X射线天文台，蓝色）的观测结果结合起来，生成了这张色彩斑斓的多波长图像，显示了超新星1987A错综复杂的残骸。这些图像的高分辨率也值得注意。在韦伯望远镜之前，已经退役的斯皮策望远镜在这颗超新星的整个生命周期中都对其进行了红外观测，获得了关于其辐射如何随时间演变的关键数据。然而，它从未能如此清晰和详细地观测到这颗超新星。揭开神秘的面纱和未来的研究尽管自最初发现这颗超新星以来已经进行了几十年的研究，但仍有一些谜团存在，特别是围绕着超新星爆炸后本应形成的中子星。与"斯皮策"号一样，"韦伯"号也将继续长期观测这颗超新星。其NIRSpec（近红外摄谱仪）和MIRI（中红外仪器）仪器将为天文学家提供长期捕捉新的高保真红外数据的能力，并获得对新发现的新月结构的新见解。此外，韦伯望远镜还将继续与哈勃、钱德拉和其他天文台合作，为了解这颗传奇超新星的过去和未来提供新的视角。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381361.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381361.htm

韦伯太空望远镜拍下蜘蛛星云新图像 还捕捉到爱因斯坦环图像

韦伯太空望远镜拍下蜘蛛星云新图像还捕捉到爱因斯坦环图像9月7日消息，最近詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到蜘蛛星云（Doradus30）的壮丽图像。韦伯太空望远镜的高分辨率红外仪器组合在一起，揭示出其中人类未能观测到的数千颗年轻恒星。韦伯太空望远镜捕捉到的新细节还显示出蜘蛛星云中的气体、尘埃以及遥远的背景星系。这张照片也是韦伯太空望远镜拍摄的最新一张宇宙图景。望远镜于2021年圣诞节发射升空，并于今年7月份拍摄到第一张照片。在最近拍摄的这张蜘蛛星云照片中，还有一个形状完美的“爱因斯坦环”。蜘蛛星云位于大麦哲伦星云中，距离地球16.1万光年，在离银河系最近的星系中有着最亮的恒星形成区域，其和我们所在的银河系统称为本星系群。研究恒星形成过程的天文学家对蜘蛛星云特别感兴趣。星云化学成分与宇宙只有几十亿年历史时的恒星形成区域很相似，因此研究这片星云能为科学家了解恒星在宇宙早期是如何形成提供独特见解。韦伯太空望远镜项目是由美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局和加拿大航天局合作开展的项目。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313259.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313259.htm