美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜于 2023 年拍摄了位于银河系中心的人马座 C恒星苗圃的图像，对其进行了后续研究，揭示了仍在形成的原恒星的喷射物，并深入了解了强磁场对星际气体和恒星生命周期的影响。
“银河系中央分子区的一个大问题是，如果这里有如此多的致密气体和宇宙尘埃，而且我们知道恒星是在这样的云层中形成的，那为什么这里诞生的恒星如此之少？”首席研究员之一、科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家约翰·巴利说。“现在，我们第一次直接看到强磁场可能在抑制恒星形成方面发挥重要作用，即使是在小尺度上。”
对这个拥挤、布满尘埃区域的恒星的详细研究一直很有限，但韦伯先进的近红外仪器使天文学家能够透过云层以前所未有的方式研究年轻恒星。
“银河系中心的极端环境是检验恒星形成理论的迷人场所，而美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的红外功能为我们提供了机会，让我们能够在过去ALMA和MeerKAT等地面望远镜的重要观测基础上进行进一步的研究，”该研究的另一位首席研究员、弗吉尼亚大学大四本科生、2025 年罗德学者塞缪尔克罗 (Samuel Crowe) 说。
Bally和Crowe各自主持发表了一篇在《天体物理学杂志》上的论文。
图片 A：银河系中心（MeerKAT 和 Webb）
MeerKAT（前身为卡鲁阵列望远镜）射电望远镜阵列拍摄的银河系图像将詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的人马座 C 区域图像置于背景中。就像一张超长曝光照片一样，MeerKAT 展示了数千年来爆炸的超新星的气泡状残余，捕捉到了银河系混乱核心的动态特性。在 MeerKAT 图像的中心，围绕银河系超大质量黑洞的区域闪闪发光。巨大的垂直丝状结构与韦伯在人马座 C 的蓝绿色氢云中拍摄的较小规模的结构相呼应。NASA、ESA、CSA、STScI、SARAO、Samuel Crowe (UVA)、John Bally (CU)、Ruben Fedriani (IAA-CSIC)、Ian Heywood (牛津)
图片 B：银河系中心（MeerKAT 和 Webb），已标记
詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的恒星形成区人马座 C 距离银河系中心的超大质量黑洞人马座 A* 约 200 光年。左下方的光谱指数显示了如何将颜色分配给无线电数据以创建图像。在负端，存在非热辐射，由围绕磁场线旋转的电子刺激。在正端，热辐射来自热电离等离子体。对于韦伯来说，颜色是通过将红外光谱转换为可见光颜色来分配的。最短的红外波长更蓝，而较长的波长看起来更红。NASA、ESA、CSA、STScI、SARAO、Samuel Crowe (UVA)、John Bally (CU)、Ruben Fedriani (IAA-CSIC)、Ian Heywood (牛津)
利用红外线揭示恒星的形成
在人马座 C 最亮的星团中，研究人员证实了阿塔卡马大型毫米波阵列 (ALMA) 的初步发现，即那里正在形成两颗大质量恒星。结合美国宇航局已退役的斯皮策太空望远镜和 SOFIA（红外天文平流层观测站）任务以及赫歇尔太空天文台的红外数据，他们利用韦伯望远镜确定每颗大质量原恒星的质量都已经超过太阳质量的 20 倍。韦伯还揭示了每颗原恒星驱动的明亮流出物。
寻找低质量原恒星的难度更大，因为这些恒星仍被宇宙尘埃所笼罩。研究人员将韦伯数据与 ALMA 过去的观测结果进行了比较，确定了五颗可能的低质量原恒星候选者。
研究小组还发现了 88 个似乎是冲击氢气的特征，年轻恒星喷出的物质撞击周围的气体云。对这些特征的分析导致发现了一个新的恒星形成云，它与主要的人马座 C 云不同，其中至少有两颗原恒星为自己的喷流提供动力。
“过去的观测曾暗示过人马座 C 中形成恒星的流出，但这是我们首次能够在红外光下证实它们。这非常令人兴奋，因为我们对恒星形成仍有很多不了解的地方，特别是在中央分子区，这对宇宙的运作方式非常重要，”克罗说。
磁场和恒星形成
韦伯2023 年拍摄的人马座 C 图像显示，在围绕主要恒星形成云的热氢等离子体区域中，有数十条独特的细丝。巴利和他的团队的新分析使他们假设这些细丝是由磁场形成的，地面天文台 ALMA 和 MeerKAT（以前的卡鲁阵列望远镜）过去也曾观测到这种现象。
“在银河系超大质量黑洞人马座 A* 的极端潮汐力作用下，气体旋转运动可以拉伸和放大周围的磁场。反过来，这些磁场又塑造了人马座 C 中的等离子体，”巴利说。
研究人员认为，星系中心的磁力可能足够强大，可以阻止等离子体扩散，而是将其限制在韦伯图像中看到的浓缩细丝中。这些强磁场也可能抵抗引力，而引力通常会导致稠密的气体和尘埃云坍缩并形成恒星，这解释了人马座 C 的恒星形成率低于预期。
克罗说：“这是一个令人兴奋的未来研究领域，因为我们星系中心或其他星系的强磁场对恒星生态的影响尚未得到充分考虑。”
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界一流的太空科学观测站。韦伯正在解开太阳系的谜团，探索其他恒星周围的遥远世界，并探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是一个国际项目，由 NASA 及其合作伙伴 ESA（欧洲航天局）和 CSA（加拿大航天局）领导。