詹姆斯·韦伯太空望远镜早期发布科学(ERS)计划? 于 2022 年 7 月 12 日首次发布? 已被证明是科学发现和突破的宝库。
在它所支持的许多研究领域中,有一个是对已解决恒星种群(RST)的研究,这是ERS 1334。
这是指大群恒星距离足够近,可以辨别单个恒星,但距离又足够远,望远镜可以同时捕捉到许多恒星。 一个很好的例子是沃尔夫-伦德马克-梅洛特(WLM) 与银河系相邻的矮星系。
克里斯汀·麦奎因 (Kristen McQuinn) 是罗格斯大学天体物理学助理教授,也是韦伯 ERS 项目的首席科学家之一,其工作重点是 RST。 最近,她与娜塔莎·皮罗交谈NASA 高级通信专家,介绍 JWST 如何启用 WLM 的新研究。
韦伯改进的观测表明,这个星系过去没有与其他星系相互作用。
麦克奎恩认为,这使其成为天文学家测试星系形成和演化理论的绝佳候选者。 以下是该采访的要点。
关于WLM
WLM 距离地球大约 300 万光年,这意味着它距离银河系相当近(从天文学角度来说)。 然而,它也相对孤立,导致天文学家得出结论,它过去没有与其他系统相互作用。
当天文学家观察附近的其他矮星系时,他们注意到它们通常与银河系纠缠在一起,这表明它们正处于合并过程中。
这使得它们的研究变得更加困难,因为它们的恒星和气体云群无法与我们的恒星和气体云完全区分。
WLM 的另一个重要的事情是它的重元素含量比氢和氦(这在早期宇宙中非常普遍)低。 碳、氧、硅和铁等元素是在早期恒星群的核心中形成的,并在这些恒星在超新星中爆炸时分散开来。
就 WLM 而言,它在整个历史中都经历过恒星形成,随着时间的推移,这些爆炸的力量将这些元素推出了。 这个过程被称为“星系风”,已经在小型、低质量的星系中观察到。
詹韦斯特图像
新的韦伯图像提供了有史以来最清晰的 WLM 视图。 此前,矮星系是由红外阵列相机(IAC) 上斯皮策太空望远镜(海温)。
与韦伯图像相比,这些图像提供的分辨率有限,这可以在并排比较中看到(如下所示)。
正如您所看到的,韦伯的红外光学器件和先进的仪器套件提供了更深入的视野,可以区分单个恒星和特征。 正如麦奎恩所描述的:
“我们可以看到无数不同颜色、大小、温度、年龄和演化阶段的单个恒星;星系内有趣的星云气体云;具有韦伯衍射尖峰的前景恒星;以及具有潮汐尾等整齐特征的背景星系。这真是一幅美丽的画面。”
ERS 计划
正如 McQuinn 所解释的,ERS 1334 的主要科学重点是建立在斯皮策、哈勃和其他太空望远镜先前开发的专业知识的基础上,以了解更多关于星系中恒星形成的历史。
具体来说,他们正在使用韦伯望远镜对地球百万秒差距(约 3,260 光年)内的三个分辨恒星系统进行深度多波段成像近红外相机(近红外相机)和近红外成像无缝光谱仪(噪音)。
其中包括球状星团M92,超微弱的矮星系德拉科二世,以及正在形成恒星的 WLM 矮星系。
WLM 中的低质量恒星群使其特别有趣,因为它们的寿命如此之长,这意味着今天在那里看到的一些恒星可能是在早期宇宙中形成的。
麦克奎因说:“通过确定这些低质量恒星的特性(如它们的年龄),我们可以深入了解遥远的过去发生的事情。”
“这与我们通过观察星系早期形成所了解的知识非常互补高红移系统,在那里我们看到了星系最初形成时的样子。”
另一个目标是利用 WLM 矮星系来校准 JWST,以确保它能够极其准确地测量恒星的亮度,这将使天文学家能够在近红外区域测试恒星演化模型。
麦奎因和她的同事还在开发和测试非专有软件,用于测量用 NIRCam 成像的分辨恒星的亮度,该软件将向公众开放。
他们的 ESR 项目的结果将在第二轮提案征集(2023 年 1 月 27 日)之前发布。
詹姆斯·韦伯太空望远镜进入太空还不到一年,但已经证明了自己的价值。 它提供的令人惊叹的宇宙景观包括深场图像、对星系和星云的极其精确的观测,以及太阳系外行星大气层的详细光谱。
它已经实现的科学突破堪称突破性的。 在其计划的 10 年任务结束(可能延长至 20 年)之前,预计会出现一些真正改变范式的突破。