SOFIA的红外天空图揭示了巨大的新生恒星和天体磁场

W51A的合成图像，这是我们银河系中最大的恒星形成区域。在那里形成了数十颗质量比我们太阳大八倍的大质量恒星。它们产生强烈的辐射压力，将尘埃从恒星的产茧中排出，产生电弧和气泡，它们在37和70微米的红外波长下明亮地发光，在此假彩色图像中以绿色和红色显示。这些特征内部仍保留有热气，在20微米视图中以蓝色显示。Spitzer的背景星场以白色显示。

SOFIA平流层红外天文台用红外光研究宇宙。这是红外光谱的波长范围，从大约700纳米的波长到肉眼看不见的很小的波长，到大约1毫米，大约是针头的大小。斯皮策太空望远镜和赫歇尔太空天文台等其他天文台也研究了红外光。但是每台望远镜都观察到不同波长的红外光，并填入了拼图碎片，这对于了解是什么使宇宙滴答作响至关重要。

Spitzer使用3.6-160微米之间的红外波长研究了恒星之间的系外行星（太阳系外的行星），遥远的星系和冷物质，直到2009年冷却液用完为止。冷却液耗尽后，研究人员在所谓的“暖任务”中研究了0.3-0.9微米之间的波长，主要是近红外波长。

SOFIA研究了0.4-612微米之间的中红外和远红外光的波长，让科学家们可以解决以前看不见的力如何塑造宇宙的重大问题。借助其45,000英尺高的夜空视图，行星和恒星的形成，磁场的奇异行为以及星系的化学性质都变得越来越清晰。

SOFIA的发现通常基于以前的天文台学到的知识，并说明了不同望远镜提供的独特而互补的红外视角。

潜入星际形成

SOFIA在我们银河系中最大的恒星形成区W51A中发现了许多以前从未见过的新生状大质量恒星。巨大的恒星的重量可能是太阳的八倍，但是人们对它们的形成以及它们如何影响恒星邻居的诞生还知之甚少。

“对W51A等区域的详细了解使我们更好地了解了恒星实际上是如何形成的，并被许多其他星团围绕，”位于加利福尼亚州硅谷的NASA艾姆斯研究中心SOFIA科学中心的高级科学家James De Buizer说。“我们可以了解附近恒星的存在或环境差异如何改变大质量恒星簇随时间形成和演化的方式。”

雪茄星系的合成图像，是位于Ursa Major星座中约1200万光年的星爆星系。由SOFIA检测到的磁场显示为流线，似乎跟随着由强烈核星爆产生的双极流出（红色）。该图像结合了来自基特峰天文台的可见星光（灰色）和氢气（红色）的痕迹，以及来自SOFIA（橙色）和Spitzer太空望远镜（黄色）的近红外和中红外星光以及灰尘。

但是，看到这些巨大的恒星并不容易。它们隐藏在天云深处。SOFIA的红外摄像机称为FORCAST，是用于SOFIA望远镜的微弱物体红外摄像机，它可以窥视朦胧的云层，揭示这些巨大恒星如何改变周围的环境。

利用新的细节，研究人员计算了W51A不同区域的年龄，发现许多恒星星团均由多代恒星诞生组成。此外，先前被其他望远镜（包括Spitzer）识别为大质量新生恒星的某些物体被错误分类。SOFIA的新观点表明，有些实际上是更大或更小的，质量较小的恒星。

像W51A这样的区域在远红外波长下是如此明亮，以至于大多数太空望远镜无法看到许多细节，因为它们的探测器饱和了，就像曝光过度的照片一样。斯皮策的近红外观测结果被恒星形成环境中类似烟雾的碳分子发出的明亮辐射所污染，这使得确定恒星的性质变得困难。但是SOFIA的探测器的工作波长不受烟熏环境污染的影响，揭示了以前隐藏的细节-包括对星的大小和年龄进行准确分类所需的细节。

来自NASA的Spitzer太空望远镜的红外图像显示了梅西埃82，即“雪茄星系”，被烟熏尘埃颗粒（红色）窒息，烟尘颗粒被星系的炽热恒星（蓝色）吹向太空。

结合来自SOFIA和Spitzer和Herschel太空观测站等太空望远镜的数据，可以帮助研究人员了解W51A的完整恒星形成历史。在某些地区，最大的恒星触发了年轻一代的诞生，但在另一些地区，它们却减慢了它的诞生。基于所有数据，他们预计下一代恒星将在W51A的中心附近形成。

该团队通过将新的SOFIA数据与Spitzer和Herschel太空天文台的现有数据相结合来创建图像。它显示了青春期巨大恒星吹出的电弧和气泡，这是因为最大恒星产生的强烈辐射压力将尘埃从它们的出生茧中向各个方向推出。这些功能部件中灰尘产生的热量在37和70微米的红外波长（绿色和红色）下明亮地发光。尽管青春期的恒星清除了气泡内部的尘埃，但内部仍然有热的和激发的气体，这在蓝色的20微米红外视图中可以看到。综上所述，多面的红外视图使科学家对我们银河系中最大质量的恒星是如何诞生的以及它们如何影响其邻居产生了更加完整的了解。

发现磁场

SOFIA的最新仪器，高分辨率机载宽带摄像机Plus（HAWC +），可以研究天体磁场。雪茄星系Messier 82以制造新星的非凡速度而闻名，这被天文学​​家称为“星爆现象”。很高的恒星诞生率正在产生恒星风从银河中流出，从而拖曳物质。

斯皮策的视野很广，发现风在银河系周围20,000光年吹尘-远远超过恒星形成的地方。但是科学家们不确定为什么尘埃落到了现在。随后对SOFIA的观测凝视了银河系的核心，发现风也拖曳了银河系的磁场。

磁场通常与银河系平面平行，但是风将其拖曳成垂直方向。通常，磁场的强度足以抵御恒星风，但雪茄星系的风是如此之强，以至于它会拖拽磁场。这支持了Spitzer的最初发现，即星爆驱动的风正在输送大量物质，并表明这是物质从银河内部逃逸的持续路线。

与其他互补望远镜一起，SOFIA的红外视野通过揭示人眼无法看到的更多信息，扩大了科学家对宇宙的了解。

在运行超过16年之后，Spitzer空间望远镜于2020年1月30日退役。位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室负责为美国国家航空航天局（NASA）在华盛顿的科学任务局管理Spitzer太空望远镜任务。科学操作是在帕萨迪纳市Caltech的Spitzer科学中心进行的。太空业务总部设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空公司。数据存储在位于Caltech的IPAC的红外科学档案中。加州理工学院为NASA管理JPL。

赫歇尔（Herschel）是欧洲航天局的一项任务，其科学仪器是由欧洲研究所的财团提供的，并且有美国宇航局的重要参与。天文台于2013年4月停止进行科学观测，但在液体冷却剂如期用完后，科学家继续对其数据进行分析。NASA的Herschel项目办公室位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室。JPL为Herschel的三项科学仪器中的两项提供了使能任务的技术。作为IPAC的一部分的NASA Herschel科学中心为美国天文界提供支持。加州理工学院为NASA管理JPL。

SOFIA，平流层红外天文台，是一架波音747SP喷气客机，改装后可搭载106直径″望远镜。这是美国国家航空航天局（NASA）和德国航空航天中心（DLR）的联合项目。NASA位于加利福尼亚州硅谷的Ames研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚市的大学空间研究协会以及斯图加特大学的德国SOFIA研究所（DSI）合作管理SOFIA计划，科学和任务运营。该飞机由位于美国加利福尼亚州帕姆代尔的美国宇航局阿姆斯特朗飞行研究中心机库703进行维护和操作。