哦，很容易被這些螺旋星系完全迷住。沿著它們清晰界定的布滿恒星的臂到達它們的中心，那里可能有古老的星團，有時還有活躍的超大質量黑洞。只有美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡才能通過近紅外和中紅外光的組合提供附近星系的高度詳細的場景 ，并且今天公開發布了一組這些圖像。

這些韋伯圖像是一個大型長期項目的一部分，即鄰近星系高角分辨率物理 (PHANGS) 計劃，該計劃得到了全球 150 多名天文學家的支持。在韋伯拍攝這些圖像之前，PHANGS 已經充滿了來自美國宇航局哈勃太空望遠鏡、甚大望遠鏡的多單元光譜探測器和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列的數據，包括紫外線、可見光和射電光的觀測數據。韋伯在近紅外和中紅外方面的貢獻提供了一些新的拼圖。

“韋伯的新圖像非同尋常，”巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所戰略計劃項目科學家珍妮絲·李 (Janice Lee) 說。 “即使對于幾十年來研究這些星系的研究人員來說，它們也是令人興奮的。氣泡和細絲被解析到迄今為止觀察到的最小尺度，并講述了關于恒星形成周期的故事。”

隨著韋伯圖像的涌入，整個團隊的興奮感迅速蔓延。博士后研究員托馬斯·威廉姆斯補充道：“我覺得我們的團隊一直處于一種不知所措的狀態，以一種積極的方式，被這些圖像中的大量細節所淹沒。”在英國牛津大學。

跟隨螺旋臂

韋伯的 NIRCam (近紅外相機)在這些圖像中捕捉到了數百萬顆閃爍著藍色色調的恒星。有些恒星遍布整個旋臂，但另一些則緊密地聚集在星團中。

該望遠鏡的 MIRI (中紅外儀器)數據突出顯示了發光的塵埃，向我們展示了它存在于恒星周圍和恒星之間的位置。它還突出了尚未完全形成的恒星——它們仍然被包裹在促進其生長的氣體和塵埃中，就像塵埃山峰尖端的鮮紅色種子一樣。加拿大埃德蒙頓阿爾伯塔大學物理學教授埃里克·羅索洛斯基 (Erik Rosolowsky) 表示：“我們可以在這些星系中找到星系中最新、質量最大的恒星。”

還有什么讓天文學家感到驚訝的嗎?韋伯的圖像顯示氣體和塵埃中存在巨大的球殼。哥倫布俄亥俄州立大學天文學教授亞當·勒羅伊解釋說： “這些洞可能是由一顆或多顆恒星爆炸造成的，在星際物質中形成了巨大的洞 。”

現在，追蹤旋臂，找到呈紅色和橙色的擴展氣體區域。 “這些結構在星系的某些部分往往遵循相同的模式，”羅索洛斯基補充道。 “我們將它們視為波，它們的間距告訴我們很多關于星系如何分布其氣體和塵埃的信息。”對這些結構的研究將為星系如何構建、維持和阻止恒星形成提供重要見解。

深入內部

有證據表明，星系是從內向外生長的——恒星的形成從星系的核心開始，沿著它們的旋臂擴散，螺旋式遠離中心。恒星距離星系核心越遠，它就越年輕。相比之下，核心附近被藍色聚光燈照亮的區域是較老的恒星群。

那么充滿粉色和紅色衍射尖峰的星系核心又如何呢? “這是一個明顯的跡象，表明可能存在一個活躍的超大質量黑洞，”德國海德堡馬克斯·普朗克天文學研究所的科學家伊娃·辛納勒說。 “或者，靠近中心的星團非常明亮，以至于它們已經飽和了圖像的該區域。”

研究成果豐碩

科學家可以利用合并的 PHANGS 數據開始進行多種研究，但韋伯解析的恒星數量空前，是一個很好的起點。 “恒星可以存活數十億或數萬億年，”勒羅伊說。 “通過精確地對所有類型的恒星進行編目，我們可以對它們的生命周期建立一個更可靠、更全面的視圖。”

除了立即發布這些圖像之外，PHANGS 團隊還發布了迄今為止最大的星團目錄，其中包含大約 100,000 個星團。 “使用這些圖像可以完成的分析量遠遠大于我們團隊可能處理的任何數據，”羅索洛斯基強調。 “我們很高興能夠支持社區，以便所有研究人員都能做出貢獻。”