韋伯望遠鏡揭開HH 30的狂暴秘密

HH 30，一個迷人的赫比格 - 哈羅天體，猶如宇宙中的實驗室，可供科學家們研究恆星形成與行星演化。這個天體奇觀擁有一個引人注目的側向原行星盤，盤中隱藏著一顆年輕恆星，它驅動著一股狹窄且高速的氣體噴流。

透過韋伯望遠鏡、哈伯望遠鏡以及阿塔卡馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）的觀測，科學家們得以瞭解塵埃在這個動態環境中的行為，揭示了行星形成過程中的一個關鍵步驟：塵埃顆粒遷移並沉降形成緻密層。這些發現凸顯了HH 30是一個活躍且不斷變化的系統，在這裡，巨大的力量塑造著未來世界的構成要素。

赫比格 - 哈羅天體是在恆星形成區域發現的小型星雲。它們標誌著年輕恆星噴出的氣體被衝擊波加熱而發光的區域。HH 30就是一個顯著的例子，外流的氣體形成了狹窄的噴流。驅動這股噴流的年輕恆星隱藏在原行星盤後面，這個原行星盤呈側向，並被恆星自身照亮。

HH 30對天文學家來說格外重要。它的星盤被視為側向星盤的典範，這很大程度上歸功於哈伯太空望遠鏡的早期發現。從這個角度觀察星盤，為研究塵埃顆粒隨時間的移動和沉降提供了獨特的機會。

為了更詳細地探索HH 30，一個國際天文學家團隊使用了韋伯太空望遠鏡。他們將韋伯的觀測結果與哈伯和阿塔卡馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）的資料相結合，得以在多個波長上分析這個系統，從而揭示了其結構和組成的新資訊。

ALMA的長波長資料追蹤到了毫米級塵埃顆粒的位置，這些顆粒位於星盤中心平面的狹窄區域。韋伯的短波長紅外線資料則揭示了較小塵埃顆粒的分佈。這些顆粒直徑僅有一百萬分之一米，大約相當於一個細菌的大小。大塵埃顆粒集中在星盤最緻密的部分，而小顆粒則分佈得更廣。

這些韋伯的觀測結果是韋伯GO計畫 #2562（首席研究員F. Ménard、K. Stapelfeldt）的一部分，該計畫旨在瞭解像HH 30這樣的側向星盤中塵埃的演化。結合ALMA敏銳的無線電波長觀測能力，這些觀測結果顯示，大塵埃顆粒必定在星盤內遷移並沉降形成薄層。形成狹窄、緻密的塵埃層是行星形成過程中的一個重要階段。在這個緻密區域，塵埃顆粒聚集在一起形成卵石，最終形成行星。

除了塵埃顆粒的行為，韋伯、哈伯和ALMA的影像還揭示了幾個相互巢狀的獨特結構。一股高速氣體噴流從狹窄的中心星盤以90度角噴出。狹窄的噴流被一個更寬的錐形外流包圍。包圍著錐形外流的是一個寬大的星雲，它反射著嵌入星盤中的年輕恆星的光。這些資料共同揭示了HH 30是一個充滿活力的地方，微小的塵埃顆粒和巨大的噴流都在新行星的形成過程中發揮著作用。

參考文獻：JWST Imaging of Edge - on Protoplanetary Disks. IV. Mid - infrared Dust Scattering in the HH 30 Disk by Ryo Tazaki, François Ménard, Gaspard Duchêne, Marion Villenave, Álvaro Ribas, Karl R. Stapelfeldt, Marshall D. Perrin, Christophe Pinte, Schuyler G. Wolff, Deborah L. Padgett, Jie Ma, Laurine Martinien and Maxime Roumesy, 3 February 2025, The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538 - 4357/ad9c6f

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（韋伯）是迄今為止發射到太空的最大、最強大的望遠鏡，旨在徹底改變我們對宇宙的理解。作為美國國家航空暨太空總署（NASA）、歐洲太空總署（ESA）和加拿大太空局（CSA）國際合作專案的一部分，韋伯搭乘阿麗亞娜5號火箭發射升空，由歐洲太空總署負責監督發射服務和載具改裝。

韋伯配備了先進的儀器，包括歐洲太空總署提供的近紅外光譜儀（NIRSpec），以及由MIRI歐洲聯盟、美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室（JPL）和亞利桑那大學聯合開發的中紅外線儀器（MIRI）。韋伯能夠以前所未有的細節觀測紅外線，為恆星、行星和星系的形成提供了新的見解，推動了天文學發現的邊界。