X 射线视觉为詹姆斯韦伯太空望远镜图像增添了全新的层次

X 射线视觉为詹姆斯韦伯太空望远镜图像增添了全新的层次

当詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 今年夏天发回第一批图像时,我们很多人都为图片的清晰度和美丽而震惊。但即使是太空望远镜,在有一点支持的情况下也能发挥最佳作用,而 JWST 的设计可以与许多其他望远镜和设施配合使用。在美国宇航局钱德拉 X 射线天文台的帮助下,JWST 的四张首批图像现在有了 X 射线视觉的震撼。这些对 JWST 原始图像进行重新混合后的图像是合成图像,这意味着它们是分层的,以包含来自多个望远镜的数据。据 NASA 称,这些恒星快照显示了当望远镜协同工作时它们的威力有多么强大,并揭示了一些 JWST 单独无法看到的特征。

斯蒂芬五重奏

詹姆斯·韦伯太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台观测到的斯蒂芬五重星系。来源:X 射线:NASA/CXC/SAO;红外(斯皮策):NASA/JPL-Caltech;红外(韦伯):NASA/ESA/CSA/STScI)

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斯蒂芬五重星系(直径约 62 万光年)内的四个星系正在与引力进行复杂的舞蹈。第五个星系只是一个观察者,从远处观察。詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的五重星系图像(有红色、橙色、黄色、绿色和蓝色)展示了前所未见的特征和细节,“这些相互作用的结果,包括气体尾部的扫掠和恒星形成的爆发”,NASA 表示。同一系统的钱德拉数据(浅蓝色)显示,当其中一个星系以每小时约 200 万英里的速度穿过时,冲击波将气体加热到数千万度。NASA 现已退役的斯皮策太空望远镜的红外数据(显示为红色、绿色和蓝色)也包括在内。

车轮星系

詹姆斯·韦伯太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台观测到的车轮星系。来源:X 射线:NASA/CXC/SAO;红外(斯皮策):NASA/JPL-Caltech;红外(韦伯):NASA/ESA/CSA/STScI

车轮星系之所以形成如此形状,是因为大约 1 亿年前它与另一个较小的星系发生碰撞。当较小的星系撞击车轮星系时,其外环和星系其他地方的恒星形成就被触发。钱德拉 X 射线以蓝色和紫色显示,是由于“过热气体、单个爆炸的恒星以及中子星和黑洞从伴星中吸出物质”,NASA 在一份声明中表示。詹姆斯·韦伯太空望远镜提供的红外图像有红色、橙色、黄色、绿色和蓝色,显示了车轮星系和两个较小的伴星系,这两个星系没有参与 1 亿年前的碰撞。

SMACS 0723.3–7327

詹姆斯·韦伯太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台拍摄的 SMACS J0723 星系团。来源:X 射线:NASA/CXC/SAO;红外(斯皮策):NASA/JPL-Caltech;红外(韦伯):NASA/ESA/CSA/STScI

詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据显示,距离地球约 42 亿光年的星系团 SMACS J0723 实际上包含数百个单个星系。这些星系团比它们的星系还要大——它们是宇宙中最大的结构之一。美国宇航局称,这些星系团“充满了只有在 X 射线下才能看到的巨大过热气体”。钱德拉数据(显示为蓝色)显示了非常热的气体。这种气体的温度大约为数千万度,总质量约为太阳的 100 万亿倍,比星系团中所有星系的质量高出几倍。这个星系团中很大一部分质量是由单个暗物质组成的。

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NGC 3324,船底座星云的宇宙悬崖

詹姆斯·韦伯太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台观测到的船底座星云的宇宙悬崖。来源:X 射线:NASA/CXC/SAO;红外(斯皮策):NASA/JPL-Caltech;红外(韦伯):NASA/ESA/CSA/STScI

悬崖并非地球上唯一的攀爬点。钱德拉望远镜对船底座星云“宇宙悬崖”(粉色部分)的数据揭示了十多个单独的 X 射线源。星云外部区域的这些恒星年龄在 100 万至 200 万年之间,从恒星的角度来看相当年轻。通常,年轻恒星在 X 射线中比老恒星要亮得多,因此 X 射线研究是“区分船底座星云中的恒星和我们视线范围内银河系中许多不同年龄的恒星的理想方法”,NASA 表示。詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据在这张图片中也使用了红色、橙色、黄色、绿色、青色和蓝色。

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