詹姆斯·韋伯宇宙望遠鏡是如何觀測到“銀河風”? 發現宇宙誕生!
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將於2021年下半年發射的NASA新一代
太空望遠鏡
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)將成為迄今為止留下豐功偉績的哈勃太空望遠鏡的後繼望遠鏡。
擁有直徑6。5米的主鏡,對暗光具有極高的靈敏度和出色的空間解析度,適合觀測遙遠宇宙的紅外線。順便說一下,哈勃太空望遠鏡的主鏡直徑是2。4m。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將利用這一卓越的效能,挑戰解開有關第一顆恆星和
銀河
的形成、宇宙的再電離等的早期宇宙之謎!
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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡一發射升空,就會對誕生至今還不到8億年的宇宙中存在的6個
類星體
(活動星系核)進行詳細觀測。為什麼說是類星體呢?因為類星體非常明亮。
誕生不到8億年的宇宙,因為距離非常遙遠,所以非常暗,但是類星體比它所在的星系的所有星光都要亮。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測到的早期宇宙非常遙遠和黑暗。因此要利用這個非常明亮的類星體。
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來自這些類星體的光在宇宙再電離的時代透過銀河之間的中性氫氣體。因此,透過使用成像光譜(imaging spectroscopy)分析該這樣的光,可以獲得關於銀河間中性氫氣體的電離狀況,以及它是如何進行的等宇宙再電離的很多資訊。
並且,此時進行的觀測之一,是從類星體向該類星體所在的銀河吹來的風,銀河風的觀測。
銀河風是什麼?
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據認為,銀河系中心有一個超大質量黑洞,其質量是太陽質量的數百萬到數十億倍,在旋轉的同時,會被這個超大質量黑洞吞噬。這個漩渦被稱為吸積盤。
在吸積盤中,被超大質量黑洞吞噬的物質之間的摩擦會產生大量的熱量,因此物質變成等離子體並以X射線和紫外線等各種光(電磁波)強烈發光。這就是類星體的真實身份。科學家從一些星系中觀察到的類似噴泉的氣體流出。
這些流出物是由恆星的生命和死亡驅動的,特別是恆星風和超新星爆炸,它們共同引起了一種被稱為“銀河風”的現象。然後,在這種類星體發出的強烈光的作用下,它周圍的氣體會被吹走。這就是銀河風。其“風速”在300km/s到3000km/s左右。
銀河風對銀河的進化有很大的影響
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星系中含有的星際氣體是形成恆星的材料。但是,銀河風非常有效地將這種星際氣體吹走了。因此,銀河風不僅會減少那個銀河的星星的形成,有時甚至會停止那個銀河的星星的形成。隨著恆星活動將氣體排入星系際空間,星系將失去寶貴的原材料來製造新的恆星。
另外,銀河風不僅把氣體、塵埃、各種元素等帶到整個銀河,還把它們帶到銀河之外。像這樣,星系風對星系的進化和星系間物質的形成有很大的影響。然而,在這個過程中發揮作用的物理和力量仍然是一個謎。
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為了更好地瞭解銀河風如何影響星系中的恆星形成,加拿大國家研究組織(NRC)赫茨伯格天文學和天體物理學中心的威洛特說:“我想用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀察它們。以便讓我們看到類星體如何對它們所在的星系產生最大的影響。”
這些類星體發出的光在宇宙再電離時代穿過銀河之間的中性氫氣。所以光成像光譜法(imaging spectroscopy),使用分析,星系之間的中性氫氣體的電離化的狀況,以及它是如何進行的,等宇宙再電離問題可以得到更多的資訊。
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