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在创造之柱内的史诗般竞赛几乎完了

2024-07-01 16:45阅读：

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在创造之柱内的史诗般竞赛几乎完了
最后的婴儿恒星正在这些气体的柱内完成它们的形成。这些柱子的蒸发是几乎彻底的。
STARTS WITH A BANG — JULY 1, 2024
Ethan Siegel
在创造之柱内的史诗般竞赛几乎完了

这幅惊人的三面图像展示相同的空间区域：创造之柱。在左边1995年哈勃望远镜观望被显示。在中心，跟进的2014年哈勃望远镜图像以及一个升级的仪器套件被表现。在右边是用詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机仪器成像仪拍摄的2022年观望。各种特征展示多波长天文学的力量，但也微乎的显示柱子收缩的，因为外部辐射蒸发掉它们。
B>Credits: NASA, ESA, CSA, STScI; the Hubble Heritage Team; J. Hester and P. Scowen; compilation by E. Siegel
关键要点
对恒星的形成有一个令人难以置信的生命周期，银河系内一个恒星诞生的标志性场所创造之柱接近它在这个宇宙中的时间。
从内部，新的恒星正在加热气态物质，而紫外线辐射慢慢的将它们从外部煮掉。在约100000年左右的时间，这些物质将全部走掉。
剩下的将是一系列新形成的恒星和星团，将一个巨大的电离泡泡吹入星际空间。辐射和引力之间的史诗般竞赛接近它的最终结束。
在大约6500光年之外，一场史诗般竞赛接近它的尾声。

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这张基于地面鹰状星云的宽视场图像以所有它的荣耀显示恒星形成区域，新恒星、反射星光的蓝色辉光和电离的红色辉光都表现。尘埃的封锁光特征也是突出的。在气态周边的红色辉光是氢原子重组的一个结果，每次在电子从 n=3 跃迁到n=2 能量态时一个精确的 656.3 纳米的光子正在被发射。Credit: ESO
在鹰状星云内部，最后储存的中性气体现在面临蒸发。

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鹰状星云的一大部分，哈勃太空望远镜的四张标志性图像叠加在更大星云的相关区域之上。尽管被中央的创造之柱强调的这些特征因为中性物质仍然存在是难以置信的有趣，但大多数星云反而只是一个散落有孤立的恒星和星团的空的洞穴的空无。Credit: ESA/Hubble and NASA; Wikimedia Commons user Friendlystar
位于银河系的平面内，当冷气体坍塌时新的恒星形成。

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就像被阿塔卡玛大毫米亚毫米阵列识别的原恒星星团G333.23-0.06一样，致密核显示这些核内大水平多样性的强证据。双核是常见的，形成的四元系统也相当常见。三重和五重系统也被发现在里面，而对这些高质量团块，单个恒星原来是相当罕见的。被预计在整个宇宙星云中形成的恒星在包括鹰状星云内都有类似的团块属性。Credit: S. Li et al., Nature Astronomy, 2024
这种坍塌导致分块并最终形成新的恒星系统。

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钱德拉在的来分辨和定位X射线源的独特能力使它来识别数百颗非常年轻的恒星以及那些仍在形成过程中的恒星（称为“原恒星”）成为可能。来自美国宇航局斯皮策太空望远镜和欧洲南方天文台的红外观测表明在鹰状星云内的219颗X射线源是被尘埃和气体盘包围的年轻恒星，964颗是没有这些盘的年轻恒星：总共发现了1000多颗新恒星和原恒星。不，没有最近超新星或超新星残骸被发现的表明，支柱不是处在被摧毁中。Credit: NASA/CXC/INAF/M.Guarcello et al.; Optical: NASA/STScI
然而，年轻的恒星是热的和暴力的：发射大量的紫外线辐射。

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在27年的一瞬时间里，我们的创造之柱的观望不仅已经在尺寸和分辨率上扩张，而且按波长覆盖。被詹姆斯韦伯太空望远镜以前所未有的分辨率揭示了光的更长波长允许我们来看永远没有暴露给一个光学望远镜的特征，甚至在太空中靠它自己的望远镜。我们也能告诉虽然效果是微妙的，但柱子正在慢慢蒸发，在约10万年左右之后，它们将完全的消失。Credits: NASA, ESA, CSA, STScI; the Hubble Heritage Team; J. Hester and P. Scowen; animation by E. Siegel
这些光子电离原子，将它们转化为等离子体，并将它们煮沸掉。

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这张鹰状星云的赫歇尔图像显示只对远红外观望能捕捉到的极冷星云的气体和尘埃的热辐射。每种颜色显示一个不同的尘埃温度，从对红色绝对零度以上约 10 度（10 开尔文或零下 442 华氏度），到对蓝色的 40 开尔文或零下388 华氏度左右。在创造之柱中心的正下方和左侧可识别的是被这些波长所揭示的星云的最热部分中的。Credit: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/Hill, Motte, HOBYS Key Programme Consortium
从前是一大片气体云的鹰状星云现在大部分是海绵状的。

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用钱德拉，研究人员在鹰状星云场内探测到1700多个X射线源。这些来源中有三分之二可能是位于星云中的年轻恒星，其中一些被看到在围绕创造之柱的这个小视野中。虽然大多数来源并非来自柱子本身，但最大柱子的“眼睛”对应于一颗质量约为太阳质量5倍的原恒星。这些柱子本身代表星云内部尚未完全光蒸发的最后一些气体储存。Credit: NASA/CXC/INAF/M.Guarcello et al.; Optical: NASA/STScI
大质量的新生恒星系统统治内部，几乎没有留下零星的气体斑块。

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这张《创造之柱》内中中央柱子的三面板视图显示我们如何观望它已经从哈勃 1995 年的图像演变到哈勃2014 年的图像，再到詹姆斯韦伯太空望远镜的 2022 年图像。在柱子的尘埃成分中看到的细节水平特别引人注目的，因为被詹姆斯韦伯太空望远镜揭开的背景恒星对哈勃的眼睛是完全模糊的。前两块和第三块面板之间靠近柱子的顶部的颜色差异提供柱子本身内部能量传输的证据。Credits: NASA, ESA, CSA, STScI; the Hubble Heritage Team; J. Hester and P. Scowen; compilation by E. Siegel
三根高耸的柱子，大约有4-5光年高仍然的：创造之柱。

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左边是被哈勃望远镜看到的创造之柱的标志性观望。从 2022 年开始，詹姆斯韦伯太空望远镜（右）也已经观望了这些柱子，揭示新形成的恒星、微弱的原恒星和冷气体甚至对哈勃望远镜令人印象深刻的能力是看不见的细节。Credits: NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
从1995年至今的观测显示这些支柱正在慢幔的缩小：从外部辐射蒸发。

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通过旋转和拉伸哈勃望远镜的两张标志性的高分辨率图像，最高柱子的尖端相对彼此，从1995年至2015年的变化能被叠加。与许多人的预期相反，蒸发过程是慢的和小的，表明支柱将坚持约100000年或更长时间。Credit: WFC3: NASA, ESA/Hubble and the Hubble Heritage Team WFPC2: NASA, ESA/Hubble, STScI, J. Hester and P. Scowen (Arizona State University)
X射线和红外光揭示内部新形成的年轻恒星的存在。

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这张来自欧洲南方天文台的非常大望远镜（一台8.2米的地面望远镜）的创造之柱的红外观望，大体上透过创造之柱的尘埃来揭示内部形成的恒星。詹姆斯韦伯太空望远镜的观望是在相似的波长中，但分辨率远更高更详细，并且跨远更大的波长范围。Credit: VLT/ISAAC/McCaughrean & Andersen/AIP/ESO
没有一个最近超新星的证据，这些结构面临着失败一个丧失的最终游戏。

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这张创造之柱的彩色观望利用大量的詹姆斯韦伯太空望远镜数据，展示这些中性气体特征的脆弱的和瞬态性。Credit: NASA, ESA, CSA, STScI; Processing: Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI)
内部和外部辐射将在约100000 年后煮沸掉最终的气体储存。

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这张2007年拍摄的来自美国宇航局斯皮策太空望远镜的多通道红外合成视图显示右边的“创造之柱”和左边的“尖塔”或“仙女”，类似于由哈勃望远镜在光学波长中揭示的标志性特征。詹姆斯韦伯太空望远镜还没有成像仙女进，但它的致密的中央气体核又可能比柱子中存在的中性物质更持久。Credit: NASA/JPL-Caltech/N. Flagey (IAS/SSC) & A. Noriega-Crespo (SSC/Caltech)
最重、最大质量的团块将变成成熟的恒星。

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猎户座星云的这个小区域，用詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机仪器成像仪拍摄，不仅展示恒星、气体和尘埃，还展示行星质量的天体，其中五个令人惊讶的被发现在双星对中。这些被称为木星质量双星天体（JuMBO），包含在猎户座星云中发现的所有行星质量天体的9%。虽然创造之柱的距离是五倍遥远的，但相似的物理学和相似的天体应该存在并在起作用。Credit: M.J. McCaughrean & S.G. Pearson, A&A submitted, 2023
像褐矮星和木星一样的世界的“失败的恒星”也丰富的形成。
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这种在鹰状星云中出现为创造之柱的特征的位置和属性的3D可视化实际上由至少四个不同的、不相连的组件组成，它们位于一个丰富的星团的两侧：NGC 6611。中性物质既能吸收又能反射星光，导致它的在光学波长下独特的外观，当被JWST在红外线中观望时壮观的景象。Credit: ESO/M. Kornmesser
只有5-10%的初始气体变成恒星;其余的返回星际空间。
大多寂寞的星期一以图像、视觉效果和不超过 200 字告诉一个天文故事。.
https://bigthink.com/starts-with-a-bang/race-pillars-of-creation-almost-over/

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