美国宇航局的韦伯望远镜揭示长期研究的恒星实际上是双星系统

科学家们最近从美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜上获得了一个巨大的惊喜，当他们将天文台转向一组名为 WL 20 的年轻恒星时。自 1970 年代以来，至少有五架望远镜对该地区进行了研究，但直到韦伯望远镜前所未有的分辨率和专门的仪器才揭示出研究人员长期以来认为的其中一颗恒星 WL 20S 实际上是一对形成于大约 200 万至 400 万年前的恒星。

这一发现是利用韦伯的中红外仪器(MIRI) 取得的，并于 6 月 12 日在美国天文学会第 244 次会议上发布。MIRI 还发现这对双胞胎有匹配的气体喷流从它们的南北极流入太空。

“我们惊呆了，”天文学家玛丽·巴索尼 (Mary Barsony) 说道，她是一篇描述该结果的新论文的主要作者。“经过几十年的研究，我们以为自己对它非常了解。但如果没有 MIRI，我们就不会知道这是两颗恒星，也不会知道这些喷流的存在。这真是太令人惊讶了。就像拥有了全新的眼睛一样。”

这幅艺术概念图展示了两颗即将结束形成的年轻恒星。恒星周围是残留气体和尘埃盘，行星可能由此形成。气体喷流从恒星的南北极喷出。

当位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA)（由 60 多个无线电天线组成）的进一步观测显示，尘埃和气体盘环绕着两颗恒星时，研究小组又得到了另一个惊喜。根据恒星的年龄，这些盘中可能正在形成行星。

综合结果表明，这对双星即将结束其生命早期，这意味着科学家将有机会更多地了解恒星如何从年轻阶段过渡到成年阶段。

“这两台望远镜的联合观测能力确实令人难以置信，”美国宇航局喷气推进实验室 MIRI 项目科学家、新研究报告的合著者迈克·雷斯勒说。“如果我们没有看到这是两颗恒星，ALMA 的结果可能看起来就像一个中间有空隙的圆盘。相反，我们获得了有关两颗恒星的新数据，它们显然正处于生命的关键时刻，形成它们的过程正在逐渐消亡。”

这张 WL 20 恒星群图片结合了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列和美国宇航局韦伯望远镜的中红外仪器的数据。从双星两极发出的气体喷流呈现蓝色和绿色；围绕恒星的尘埃和气体盘呈现粉红色。

恒星喷流

WL 20 位于银河系中一个更大、研究更深入的恒星形成区域，名为蛇夫座 Rho，是一团巨大的气体和尘埃云，距离地球约 400 光年。事实上，WL 20 隐藏在厚厚的气体和尘埃云后面，这些云遮挡了那里恒星发出的大部分可见光（人眼可以探测到的波长）。韦伯探测到的波长稍长一些，称为红外线，可以穿过这些层。MIRI 探测到的红外波长是韦伯所有仪器中最长的，因此非常适合观察像 WL 20 这样的被遮挡的恒星形成区域。

无线电波通常也能穿透尘埃，尽管它们可能不会显示出与红外光相同的特征。WL 20S 中两颗恒星周围的气体和尘埃盘发出的光线范围被天文学家称为亚毫米；这些光线也能穿透周围的气体云，并被 ALMA 观测到。

但是，如果 MIRI 没有同时观测到这两个恒星喷流，科学家很容易将这些观测结果解释为存在单个盘状物且其中存在间隙的证据。气体喷流由离子或一些被剥离电子的单个原子组成，它们辐射中红外波长，但不辐射亚毫米波长。只有像 MIRI 这样的具有空间和光谱分辨率的红外仪器才能看到它们。

ALMA 还可以观测年轻恒星周围残留的形成物质云。这些气体和尘埃云由一氧化碳等完整分子组成，会发出波长较长的光。ALMA 观测中没有这些云，表明恒星已超出其初始形成阶段。

“令人惊奇的是，这个区域仍然有很多东西可以让我们了解恒星的生命周期，”雷斯勒说。“我很高兴看到韦伯还能揭示什么。”

更多关于任务的信息

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界一流的太空科学观测站。韦伯正在解开太阳系的谜团，探索其他恒星周围的遥远世界，并探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是一个由 NASA 及其合作伙伴 ESA（欧洲航天局）和 CSA（加拿大航天局）领导的国际项目。

MIRI 是由 NASA 和 ESA 各占一半股份开发的。JPL 是加州理工学院位于加利福尼亚州帕萨迪纳的一个部门，它领导了 MIRI 在美国的研发工作，而欧洲天文研究所组成的跨国联盟则为 ESA 做出了贡献。亚利桑那大学的 George Rieke 是 MIRI 科学团队的负责人。Gillian Wright 是 MIRI 的欧洲首席研究员。

MIRI 低温冷却器的开发由 JPL 领导和管理，并与加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼公司和马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心合作。