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恒星的质量是如何测量的？美国宇航局 詹姆斯韦伯太空望远镜将解开恒星摇篮之谜。

驱散云雾，超级韦伯太空望远镜，揭开恒星起源之谜

在绚丽的猎户座星云中，一个恒星摇篮孕育了无数颗新的恒星，这将是计划于2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜的研究对象。由恒星形成领域的韦伯跨学科科学家马克麦考林领导的研究小组将对星云内部的猎户座四边形星团进行观测和检查。这个星团只有4光年大，相当于太阳到半人马座阿尔法星的距离，但却聚集了约1000颗年轻恒星。

图示哈勃太空望远镜拍摄的猎户座四边形星团的光学图像(左)和红外图像(右)。来源美国航天局。

马克麦考林也是欧洲航天局科学与探索高级顾问，他解释说那里有很多100万岁左右的年轻恒星，100万年听起来并不年轻。事实上，如果我们把我们的太阳系比作一个中年人，那么这个星团中的恒星只是三四天大的婴儿。所以，我们可以在年轻的恒星上看到各种有趣的事情发生，这在今天白癜风网小编的老恒星上是看不到的。而恒星及其行星系统在初始阶段是如何发展的，我们充满了好奇，尽力寻找答案。

为什么是猎户座星云？麦考林说，猎户座是离太阳最近的大规模恒星形成区域。虽然许多地方离太阳更近，孕育着年轻的低质量恒星，但没有一个地方像猎户座星云一样，既有大恒星，也有非常小的恒星。

图表

猎户座星云的可见部分

来源美国航天局/欧空局

麦考林和他的研究团队将研究猎户座四边形星团中的三个有趣现象。，探索星团中年轻恒星的质量分布。接下来，研究星团中年轻恒星周围行星形成的最早阶段。分析了许多年轻恒星释放的喷流物质。这些观察是 保证时间观察与分析。项目授予韦伯跨学科科学家麦考林。

插图这是哈勃太空望远镜拍摄的猎户座星云中年轻恒星的四个原行星盘。这些圆盘的直径是我们太阳系的2到8倍。天文学家在哈勃望远镜于1994年1月至1995年3月拍摄的猎户座星云大规模巡天图像中发现了这些圆盘。

致谢马克麦考琳（马克斯普朗克天文研究所），查尔斯罗伯特奥德尔（莱斯大学），和美国国家航空航天局

来源美国航天局

对恒星和其它年轻天体进行分类

除了研究星团中的年轻恒星，科学家们还将关注质量低于恒星的褐矮星。与恒星一样，这些褐矮星也是由气体和尘埃云的引力坍缩形成的，但由于缺乏足够的物质，它们的中心永远无法达到产生氢聚变所需的温度和压力。

，他们还将研究质量相当于木星甚至土星的较小天体。这些天体不在恒星的轨道上，被称为 自由漂浮的行星质量天体 。它们是否像其他行星一样，是由恒星形成时遗留下来的原行星盘中吸收的气体和尘埃形成的，这仍然是一个悬而未决的问题。

这样的天体最初是作为恒星周围的行星形成的，还是它本身是由恒星形成的同样的气体和尘埃形成的？麦考林和他的团队正试图回答这个问题。 我们想知道这些极低质量天体的特征是否可以帮助我们找出它们是孤立的，还是实际上是在恒星轨道周围形成的行星，并在某种相互作用中被踢出轨道。

科学家们将利用多色韦伯图像来寻找质量非常低的天体，并区分出多少不同质量类别的天体，例如，有多少与太阳相同？太阳质量的十分之一是多少？太阳质量的百分之一是多少？，他们将使用韦伯望远镜来分析他们的大气层。通过这些信息，研究人员可以了解这些天体是如何形成的，以及它们将如何随着年龄的增长而演变。

研究剪影

这个婴儿室中的一些新生恒星被气体和尘埃盘环绕，在明亮的猎户座星云的映衬下呈现出剪影。天文学家认为，行星最初应该是在这些圆盘中形成的。研究小组将使用韦伯 美国的高分辨率红外成像来测量这些磁盘的大小。通过与哈勃太空望远镜拍摄的可见光图像进行对比，研究小组可以了解尘埃的成分，这将有助于他们了解行星形成的最早期阶段。

考察喷射流

年轻恒星从周围的气体和尘埃中聚集物质时，大部分也会以喷流的形式从极地喷射出一些物质，这是恒星形成不可或缺的一部分。因为猎户座星云是许多年轻恒星的家园，所以这里有许多大大小小的喷流。研究小组将使用韦伯测量这些喷流的精确结构，并确定它们的速度，评估它们对恒星周围云形成的累积反馈。

来源美国航天局

为什么选择韦伯太空望远镜？

当恒星年轻时，它们被其原始成分包围，即气体和尘埃。尘埃吸收可见光波长，并将恒星隐藏在不透明的屏障后面。长波长的光可以穿透这些尘埃，所以天文学家通常可以通过红外线探测到恒星，即使他们可以 在可见光下看不到它们。

，当天体还处于年轻和形成阶段时，它们不会变得特别热，这意味着它们不会发出可见光波段的强光，而是发出红外波段的大部分光。用地基望远镜进行的红外研究表明，猎户座四角星团中有很多褐矮星，但没有发现质量小于木星三倍的年轻天体，原因有两个。

来源维基

来源维基

，地球 地面和研究中的天体之间的大气层发出明亮的红外线。麦考林解释说。从某个

种程度上，这有点像在白天进行可见波长的天文学观测，你可以依靠光看到相对明亮的东西，但你无法看到非常微弱的东西。而韦伯望远镜将会发射在地球发光的大气层上方，使这些研究得以进行。”

　　第二，与地面望远镜不同，韦伯望太空远镜自身温度非常低。麦考琳说“人类自身温暖，会在红外线中发光，地面望远镜同样也会在红外线中发光。，这些质量为三倍木星的寒冷天体，几乎所有的光都会以相当长的波长发出，此时，望远镜本身会发出异常明亮的光。而在太空中，望远镜可以冷却到在这些波长下完全不发光的程度。这意味着突然之间你可以看到你从地面永远无法看到的新的、非常微弱且质量极低的年轻天体。

　　韦伯太空望远镜是一台强大的红外线太空望远镜，具备独一无二的功能，能够用来研究猎户星云等类似区域上的年轻恒星、褐矮星、自由漂浮的行星质量天体以及它们的原行星盘和喷射流。

　　詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射，成为世界上首屈一指的空间科学天文台，帮助人类揭开太阳系的奥秘，放眼于其它恒星的遥远世界，探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。韦伯是由美国国家航空航天局及其合作伙伴欧洲航天局和加拿大航空航天局领头的一个国际项目。

　　作者: Ann Jenkins

　　FY:徐戈

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