天文学家利用詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外成像仪（MIRI）发现，之前被认为是单星的 WL 20S 实际上是一个双星系统。ALMA的进一步观测显示，这两颗恒星周围都存在气体和尘埃盘，表明行星正在形成，并为了解恒星的生命周期提供了新的视角。
WL 20恒星群位于Rho Ophiuchi恒星形成区，由NASA现已退役的斯皮策太空望远镜拍摄。该区域位于天蝎座和蛇夫座附近，距离地球约 407 光年。图片来源：NASA-JPL/加州理工学院
美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）最近给了天文学家们一个大大的惊喜，他们将天文台转向了一组名为 WL 20 的年轻恒星。自 20 世纪 70 年代以来，至少有五台望远镜对该区域进行了研究，但韦伯望远镜前所未有的分辨率和专业仪器才揭示出，研究人员一直以为是其中一颗恒星的 WL 20S，实际上是一对大约在 200 万到 400 万年前形成的恒星。
这幅艺术家的构想图展示了两颗即将形成的年轻恒星。环绕这两颗恒星的是残留的气体和尘埃盘，行星可能就是从这些气体和尘埃盘中形成的。气体喷流从恒星的南北两极喷射而出。资料来源：U.S. NSF/NSF NRAO/B.萨克斯顿
这一发现是利用韦伯的中红外仪器（MIRI）完成的，并于最近在美国天文学会第244次会议上发表。中红外成像仪还发现，这对双胞胎的南北两极有相匹配的气体喷流进入太空。
天文学家玛丽-巴索尼（Mary Barsony）说："我们的下巴都要掉下来了，"她是一篇描述这一结果的新论文的主要作者。"在对这个星源进行了数十年的研究后，我们认为自己已经对它了如指掌。但是如果没有 MIRI，我们就不会知道这是两颗恒星，也不会知道这些喷流的存在。这真是令人吃惊。这就像是拥有了一双全新的眼睛"。
Rho Ophiuchi 云团的图像，它是距离地球最近的恒星形成区。这是一个相对较小、安静的恒星孕育区，但从韦伯的混乱特写中你永远不会发现这一点。年轻恒星迸发出的喷流在图像上纵横交错，冲击着周围的星际气体，点亮了红色的氢分子。一些恒星显示出星际盘的阴影，这是未来行星系统的雏形。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan（STScI）
智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）由 60 多个射电天线组成，该阵列的额外观测结果显示，尘埃和气体盘环绕着这两颗恒星。根据这两颗恒星的年龄，行星有可能正在这些星盘中形成。
综合结果表明，这对孪生恒星正接近其生命早期的尾声，这意味着科学家们将有机会更多地了解恒星如何从青年期过渡到成年期。
美国宇航局喷气推进实验室 MIRI 项目科学家、这项新研究的合著者 Mike Ressler 说："这两台望远镜合在一起的威力真的令人难以置信。如果我们没有发现这是两颗恒星，ALMA 的结果可能只是看起来像一个中间有缺口的圆盘。相反，我们获得了关于两颗恒星的新数据，这两颗恒星显然正处于生命的关键时刻，形成它们的过程正在逐渐消失。"
这幅 WL 20 星群的图像结合了美国宇航局韦伯望远镜上的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列和中红外仪器的数据。从孪生恒星两极喷射出的气体呈现蓝色和绿色；恒星周围的尘埃和气体盘呈现粉红色。资料来源：美国国家科学基金会；美国国家科学基金会 NRAO；ALMA；NASA/JPL-Caltech；B. Saxton
WL 20 位于银河系中一个更大、研究得更透彻的恒星形成区--Rho Ophiuchi，这是一个巨大的气体和尘埃云，距离地球约 400 光年。
事实上，WL 20 隐藏在厚厚的气体和尘埃云之后，阻挡了那里的恒星发出的大部分可见光（人眼可以探测到的波长）。韦伯探测到的波长稍长，称为红外线，可以穿过这些云层。在韦伯望远镜上的所有仪器中，近红外成像仪能探测到最长的红外线波长，因此能很好地窥视像 WL 20 这样被遮挡的恒星形成区。
无线电波通常也能穿透尘埃，不过它们可能无法显示出与红外光相同的特征。WL 20S中两颗恒星周围的气体和尘埃盘发出的光被天文学家称为亚毫米波；这些光也能穿透周围的气体云，并被ALMA观测到。
这四幅图像显示的是美国国家航空航天局莫纳克亚天文台的红外望远镜设施、帕洛马天文台的黑尔 5.0 米望远镜、凯克 II 望远镜以及美国国家航空航天局的韦伯望远镜和阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（从左到右）观测到的 WL 20 恒星系统。资料来源：美国国家科学基金会；美国国家科学基金会国家天文台；ALMA；美国国家航空航天局/JPL-加州理工学院；B. Saxton；卡内基/加州理工学院
但是，如果红外成像仪没有同时观测到两个恒星喷流，科学家们很容易将这些观测结果解释为单个星盘存在缺口的证据。气体喷流是由离子或被剥离了一些电子的单个原子组成的，它们的辐射波长是中红外波长，而不是亚毫米波长。只有像 MIRI 这样具有空间和光谱分辨率的红外仪器才能看到它们。
ALMA 还能观测到年轻恒星周围残留的形成物质云。这些气体和尘埃云由一氧化碳等整个分子组成，能以较长波长辐射光线。在ALMA的观测中没有发现这些云，说明恒星已经过了最初的形成阶段。
雷斯勒说："令人惊奇的是，这个区域仍然有这么多关于恒星生命周期的知识可以传授给我们。我很高兴看到韦伯还能揭示出什么。"
编译自/ScitechDaily