看見宇宙的微笑：韋伯望遠鏡新紅外圖像展示星系合併引發的恆星形成
詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）是爲拓展我們的宇宙視野而發射的，它是由美國國家航空航天局（NASA）領導的一項國際合作項目，歐洲和加拿大的航天機構也做出了重要貢獻。詹姆斯-韋伯太空望遠鏡距離地球約 150 萬公里，通過紅外線探索宇宙，揭示其他望遠鏡無法捕捉到的過於古老或遙遠的現象。它的先進技術和戰略位置使其能夠對星系形成、恆星生命週期和潛在宜居行星進行突破性研究。
這張 Arp 107 的合成圖像是利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的 NIRCam（近紅外相機）和 MIRI（中紅外儀器）的數據製作的，揭示了有關恆星形成的大量信息，以及這兩個星系在數億年前是如何相撞的。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI
新的紅外圖像突出顯示了正在進行的合併引發的恆星形成。
Arp 107 是一對相互作用的星系，在高分辨率的紅外光下閃閃發光。數億年前發生的一次碰撞產生了連接兩個星系的脆弱的氣體和塵埃橋，並開始了新一輪的恆星形成，美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡清晰地捕捉到了這一過程。
對着鏡頭微笑一個橢圓星系和一個螺旋星系（統稱爲 Arp 107）之間的相互作用似乎給螺旋星系帶來了更快樂的前景，這要歸功於兩隻明亮的"眼睛"和寬闊的半圓形"微笑"。美國國家航空航天局的斯皮策太空望遠鏡曾於 2005 年用紅外線觀測過這一區域，不過，美國國家航空航天局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡以更高的分辨率顯示了這一區域。這張圖片是一張合成圖，綜合了韋伯的中紅外成像儀（MIRI）和近紅外相機（NIRCam）的觀測結果。
這張由韋伯中紅外光譜儀（MIRI）拍攝的 Arp 107 圖像顯示了位於右側大型螺旋星系中心的超大質量黑洞。這個黑洞將大部分塵埃拉入軌道，同時還顯示出韋伯望遠鏡特有的衍射尖峰，這是它發出的光與望遠鏡本身的結構相互作用造成的。近紅外成像儀所揭示的這一區域的顯著特徵，也許就是數百萬顆正在形成中的年輕恆星，用藍色標出。這些恆星被塵埃狀硅酸鹽和稱爲多環芳烴的煙塵狀分子所包圍。左側的小橢圓星系已經經歷了恆星形成的大部分過程，由許多這樣的有機分子組成。資料來源：NASA，ESA，CSA，STScI
近紅外成像儀突出顯示了兩個星系內的恆星，並揭示了它們之間的聯繫：恆星和氣體在穿過兩個星系時被拉扯成一座透明的白色橋樑。用橙紅色表示的 MIRI 數據顯示了恆星形成區域和由煙塵狀有機分子（多環芳香烴）組成的塵埃。近紅外成像儀還提供了大螺旋星系明亮核心的快照，它是一個超大質量黑洞的所在地。
這個螺旋星系被歸類爲塞弗特星系，它是活躍星系中最大的兩類星系之一，另外兩類星系是類星體所在的星系。塞弗特星系不像類星體那樣光亮和遙遠，因此更便於在紅外線等低能量光線下研究類似現象。
向北和向東的羅盤箭頭表示圖像在天空中的方位。請注意，相對於地面地圖上的方向箭頭（從上往下看），天空中的北方和東方之間的關係（從下往上看）是顛倒的。比例尺標註的單位是光年，也就是光在一個地球年中的傳播距離。(光傳播的距離等於光柱的長度，需要 75，000 年）。一光年約等於 5.88 萬億英里或 9.46 萬億公里。本圖中顯示的視場直徑約爲 450000 光年。這幅圖像顯示的是不可見的近紅外和中紅外光波長，這些波長已被轉換成可見光顏色。色鍵顯示了收集這些光線時使用了哪些 NIRCam 和 MIRI 濾光片。每個濾光片名稱的顏色就是用來表示通過該濾光片的紅外光的可見光顏色。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI
這對星系與車輪星系（Cartwheel Galaxy）相似，車輪星系是韋伯觀測到的第一批相互作用的星系之一。Arp 107的外形可能與車輪星系非常相似，但由於較小的橢圓星系很可能是偏離中心發生碰撞，而不是直接撞擊，所以螺旋星系只受到了旋臂的干擾。
碰撞並不像聽起來那麼糟糕。雖然之前就有恆星形成，但星系之間的碰撞可以壓縮氣體，改善更多恆星形成所需的條件。另一方面，正如韋伯所揭示的那樣，碰撞也會分散大量氣體，有可能使新恆星失去形成所需的物質。
韋伯拍攝到了這些星系的合併過程，這將需要數億年的時間。隨着兩個星系在碰撞後的混亂中重建，Arp 107 可能會失去它的微笑，但它將不可避免地變成同樣有趣的東西，供未來的天文學家研究。
Arp 107 位於小獅座，距離地球 4.65 億光年。
詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）是繼古老的哈勃望遠鏡之後，觀測天文學的又一次重大飛躍。JWST 將於 2021 年底發射，它不僅是一臺望遠鏡，還是一個複雜的觀測站，位於第二拉格朗日點--遠離地球的光和熱干擾。這樣的定位，加上其大型鏡面陣列和主要在紅外光譜工作的精密儀器，使得韋伯望遠鏡能夠捕捉到老式太空望遠鏡無法捕捉到的宇宙圖像。資料來源：Adriana Manrique Gutierrez，NASA 動畫製作人
編譯自/scitechdaily