高清晰度版本的“一颗星星出生”让天文学家瞥见了韦伯太空望远镜应该提供的东西

两张近红外合成图像显示了西墙33万亿英里的断面，在Cari​​na星云的恒星形成区域中的气体和尘埃云。每张照片都是由莱斯大学的天文学家帕特里克·哈蒂根（Patrick Hartigan）及其同事从智利国家科学基金会NOIRLab天文台的望远镜拍摄的，显示了云层表面的氢分子（红色）和氢原子从表面蒸发（绿色）。左图是使用四米布兰科望远镜的广角红外成像仪于2015年拍摄的。右手图像是在2018年1月用8.1米的Gemini South望远镜的宽视场自适应光学成像仪拍摄的，由于镜子可以改变形状以校正大气畸变，因此分辨率约高出10倍。

Gemini South形成恒星的图像的清晰度与Webb太空望远镜的预期分辨率匹配。

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜距离发射还有一年多的时间，但是智利的双子座南方望远镜为天文学家提供了轨道天文台应该提供什么的一瞥。

赖斯大学的帕特里克·哈蒂根和安德里亚·伊塞拉，都柏林城市大学的图勒洛·唐斯使用广角自适应光学相机校正了来自地球大气的畸变，并使用8.1米望远镜以相同的分辨率捕获了Carina星云的近红外图像。期望的韦伯望远镜。

Hartigan，Isella和Downes在本周在线发表于天体物理学期刊快报的一项研究中描述了他们的工作。他们的图像于2018年1月在国家科学基金会NOIRLab计划的国际双子座天文台收集了超过10个小时，显示了距地球约7500光年的分子云的一部分。包括地球的太阳在内的所有恒星都被认为是在分子云中形成的。

“结果令人震惊，”哈蒂根说。“我们在云的边缘看到了从未见过的大量细节，包括可能由磁场产生的一连串平行的脊，显着几乎完美平滑的正弦波以及顶部似乎存在的碎片。强风将其从云层上剪下来的过程。”

图像显示了被称为西墙的Carina星云中的尘埃和气体云。在附近的大量年轻恒星簇发出的强烈辐射下，云层的表面正在缓慢蒸发。辐射使氢以近红外光发光，特殊设计的滤光片使天文学家可以捕获云表面的氢和正在蒸发的氢的独立图像。

帕特里克·哈蒂根（Patrick Hartigan）是莱斯大学的物理学和天文学教授。

附加的滤镜捕获了从灰尘反射的星光，并结合了图像，使Hartigan，Isella和Downes可以可视化云与星团之间的相互作用。Hartigan以前曾用其他NOIRLab望远镜观察过西墙，并说这是跟进双子座自适应光学系统的首选。

他说：“该区域可能是被辐照界面天空中最好的例子。”“它的新图像比我们以前看到的任何图像都清晰得多。迄今为止，它们提供了最清晰的观点，即巨大的年轻恒星如何影响其周围环境并影响恒星和行星的形成。”

取自地球的恒星形成区域的图像通常由于大气中的湍流而变得模糊。将望远镜放置在轨道上可以消除该问题。哈勃太空望远镜最具标志性的照片之一，是1995年的“创作之柱”，捕捉到了恒星形成区域中尘埃柱的宏伟壮丽。但是这张图片的美丽掩盖了哈勃研究分子云的弱点。

哈蒂根说：“哈勃望远镜在这样的恒星形成区域中被灰尘阻挡的光和紫外线波长下工作。”

由于近红外光穿透分子云中的尘埃外层，因此像Gemini South Adaptive Optics Imager这样的近红外摄像机可以看到下面的东西。Hartigan说，与传统的红外摄像机不同，Gemini South的成像仪使用“可改变其形状的镜子以校正在我们的大气中闪烁的光线”。结果是：照片的分辨率大约是使用不使用自适应光学元件的地面望远镜拍摄的图像分辨率的10倍。

双子座南天文望远镜位于智利维库纳附近的一座山CerroPachón上，海拔约8900英尺。

但是，大气不仅会造成模糊。水蒸气，二氧化碳和其他大气气体在到达地面之前会吸收近红外光谱的某些部分。

哈蒂根说：“许多近红外波长只能通过像韦伯这样的太空望远镜才能看到。”“但是对于到达地球表面的近红外波长，自适应光学系统可以产生与从太空获取的图像一样清晰的图像。”

他说，每种技术的优点对恒星形成的研究都是好兆头。

哈蒂根说：“像西墙这样的结构将成为韦伯望远镜和具有双子座南等自适应光学技术的地面望远镜的理想狩猎场。”“每个人都会刺穿灰尘罩，并揭示有关恒星诞生的新信息。”

参考：“ JWST预览：卡里纳西墙H2，Br和Kγ连续谱的自适应光学图像”，Patrick Hartigan，Turlough Downes和Andrea Isella，2020年10月5日，《天体物理学杂志快报》。
10.3847 / 2041-8213 / abac08

Hartigan是莱斯大学的物理学和天文学教授。Isella是莱斯大学的物理学和天文学以及地球，环境和行星科学的副教授。Downes是都柏林城市大学的数学和天体物理学教授。

该研究得到莱斯大学的支持。