美国宇航局戈达德太空飞行中心 这张猎户座星云中心部分的彩色合成镶嵌图是基于智利帕拉纳尔天文台欧洲南方天文台超大型望远镜的81张图像
著名的梯形星出现在中央附近，在梯形星团中，这是一千多颗年轻恒星非常拥挤的家园
研究人员将在这个区域训练韦伯，以研究与恒星和行星诞生相关的现象
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McCaughrean等人
(AIP) 风景如画的猎户座星云中一个繁忙的恒星托儿所将是美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的研究对象，该望远镜计划于2021年发射
韦伯恒星形成跨学科科学家马克·麦考根领导的团队将调查一个名为梯形星云团的星云内部区域
这个星团是大约一千颗年轻恒星的家园，所有这些恒星都挤进了一个只有4光年宽的空间——大约是从我们的太阳到半人马座阿尔法星的距离
“那是一个有许多大约一百万年的非常年轻的恒星的地方，”麦考林解释说，他也是欧洲航天局的科学和探索高级顾问
“一百万年可能看起来不太年轻，但是如果我们的太阳系是一个中年人，这个星团中的恒星只是婴儿，三四天大
所以有各种各样有趣的事情发生在他们身上，这是我们今天在我们周围的老恒星中看不到的
我们对了解恒星及其行星系统在最早期是如何发展的非常感兴趣
" 为什么是猎户座星云？“猎户座是离太阳最近的大质量恒星形成区域，”麦考林说
“离太阳更近的地方有年轻的低质量恒星，但没有更近的地方既有大恒星又有最小的天体
" 麦考林和他的团队将研究梯形星团中的三个有趣现象
首先，他们将调查这个星团中年轻天体的质量分布
接下来，他们将研究围绕星团年轻恒星的行星形成的最早期阶段
最后，该小组将研究许多年轻恒星以喷射和流出的方式喷射的物质
这些观测是保证时间观测(GTO)项目的一部分，该项目授予麦考林，因为他是韦伯跨学科科学家
恒星和其他年轻物体的分类 除了检查星团的年轻恒星，科学家们还将观察质量低于恒星的物体，称为棕矮星
这些物体通过气体和尘埃云的重力坍缩形成恒星，但由于它们没有足够的材料，它们的中心永远不会产生熔化氢所需的温度和压力
他们还将研究质量相当于木星甚至土星的较小物体
它们被称为“自由漂浮的、行星质量的物体”，不在围绕恒星的轨道上
它们是否像其他行星一样形成——通过从恒星形成留下的原行星盘吸积气体和尘埃——这是一个悬而未决的问题
这种物体最初是作为围绕恒星的行星形成的，还是由恒星形成的相同气体和尘埃单独形成的？麦考林和他的团队正试图回答这个问题
“我们能找到这些极低质量物体表现出的某种特征来帮助我们确定它们是孤立形成的，还是实际上是作为围绕恒星运行的行星形成的，并在某种相互作用中被踢出去？” 科学家们将使用多色韦伯图像来寻找质量非常低的物体，然后观察这些物体中有多少属于不同的质量类别——例如，有多少像太阳；多少是太阳质量的十分之一；多少是太阳质量的百分之一
他们还将使用韦伯来分析他们的大气层
这些信息将告诉研究人员很多关于这些身体是如何形成的，以及随着年龄的增长它们将如何进化
哈勃太空望远镜拍到的猎户座星云年轻恒星周围的四个原行星盘，距离我们大约1300光年
这些圆盘的大小从太阳系直径的2到8倍不等
天文学家在哈勃于1994年1月至1995年3月拍摄的猎户座大规模调查图像中发现了这些圆盘
学分:马克·麦考根(马克斯·普朗克天文学研究所)，C
罗伯特·奥戴尔(莱斯大学)和美国国家航空航天局 研究轮廓 这个婴儿室中的一些新生恒星被气体和尘埃圆盘环绕，在明亮的星云的衬托下显得轮廓分明
天文学家认为行星应该开始在这些圆盘中形成
麦考林和他的团队将使用韦伯的高分辨率红外成像来测量这些磁盘的大小
通过将它们与哈勃太空望远镜拍摄的可见光图像进行比较，研究小组将了解尘埃的成分，这将有助于他们理解行星形成的最早期阶段
测量喷流和外流 当年轻的恒星从周围的气体和尘埃中聚集物质时，大多数恒星也会以喷射和流出的方式将一小部分物质从它们的极地区域喷射出来
这个过程是恒星形成不可分割的一部分
因为猎户座星云是许多许多年轻恒星的家园，该区域有许多大大小小的喷流和外流
该团队将使用韦伯来测量这些外流中的精细结构，并确定它们的速度，以及评估它们对周围恒星形成云的累积反馈
为什么是韦伯？ 当恒星非常年轻时，它们被制造它们的气体和尘埃所包围
灰尘吸收可见波长的光，并将恒星隐藏在不透明的屏幕后面
但是长波长的光可以穿透尘埃，因此即使天文学家在可见光下看不到星星，它们在红外线下仍然可以被探测到
此外，当物体很年轻且仍在形成时，它们不会变得特别热
这意味着它们在可见光波长下不发光，而是发射大部分红外光
使用地面望远镜进行的红外研究表明，在梯形星团中有许多棕矮星，但他们还未能找到质量在三颗木星以下的年轻天体
这有两个原因
首先，地面和被研究物体之间的地球大气层在红外线中发出明亮的光
“在某种程度上，这有点像试图在白天做可见波长天文学，”麦考林解释说
“你可以看到相对明亮的东西，但看不到非常微弱的东西
韦伯将在地球发光的大气层之上，并使其成为可能
" 第二个原因是，与地面望远镜不同，韦伯本身会非常冷
“人类是温暖的，在红外线中发光；地面望远镜也能在红外线下发光，”麦考林说
“所以，当你到达这些凉爽的、三个木星质量的物体时，几乎所有的光都以相当长的波长射出，而望远镜本身也在非常明亮地发光
在太空中，你可以将望远镜冷却到在这些波长下完全不发光的程度
这意味着突然间你应该能够看到所有这些新的、非常微弱的、质量极低的年轻物体，这些东西你从地面上永远也看不到
" 韦伯，一台强大的红外太空望远镜，将因此具有独特的能力来研究这些年轻的恒星、棕矮星和自由漂浮的行星质量物体，以及它们在猎户座星云等区域的原行星盘、喷流和外流
詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空，届时将成为世界上首屈一指的太空科学天文台
韦伯将解开我们太阳系中的谜团，放眼其他恒星周围遥远的世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置
韦伯是一个由美国宇航局领导的国际项目，合作伙伴有欧洲航天局和加拿大航天局
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