NGC 7496位于Grus星座，距離地球超過2400萬光年，星誕系的形成是生附索PHANGS研究的19個星系之一。在這張由JWST中紅外儀器(MIRI)拍攝的近星圖像中，它的圖像提供旋臂充滿了相互重疊的海綿狀氣泡和外殼。這些細絲和空腔是恒星年輕恒星釋放能量的證據，在某些情況下，顆恒還會吹出它們周圍星際介質的星誕系的形成氣體和塵埃。在NGC 7496的生附索中心是一個活躍的星系核——另一種說法是指一個活躍的超大質量黑洞。Credit: NASA,近星 ESA, CSA, Joseph DePasquale/STScI
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（by Michelle Franklin, University of California - San Diego）：人們普遍認為，除了像行星、圖像提供恒星和小行星這樣的恒星大型天體之外，外層空間是顆恒空的。事實上，星誕系的形成星系中充滿了一種名為星際介質(ISM)的生附索物質，即彌漫在這些大型物體之間的氣體和塵埃。重要的是，在適當的條件下，新的恒星就是從ISM中形成的。
現在，來自加州大學圣地亞哥分校的研究人員與一個全球項目團隊合作，在天體物理學雜志快報特刊上發表了他們的發現，專門介紹他們通過JWST第一周期財政計劃使用高級望遠鏡圖像的工作。
“利用JWST，你可以以非常高的分辨率制作附近星系的令人難以置信的地圖，提供星際介質的驚人細節圖像，”該項目的聯合首席研究員、物理學副教授卡琳·桑德斯特羅姆說。
雖然JWST可以觀察到非常遙遠的星系，但桑德斯特羅姆的小組研究的星系距離我們相對較近，大約在3000萬光年之外，其中包括一個被稱為幻影星系的星系。也被稱為M74或NGC 628，天文學家至少從18世紀就知道這個幻影星系的存在。
Sandstrom與博士后學者Jessica Sutter和前博士后學者Jeremy Chastenet(現就職于根特大學)一起專注于ISM中一種稱為多環芳烴(PAHs)的特定成分。多環芳烴是微小的灰塵顆粒，只有一個分子大小，正是它們的微小尺寸使得它們對研究人員如此有價值。
當多環芳烴吸收來自恒星的光子時，它們會振動并產生可以在中紅外電磁光譜中檢測到的發射特征——這通常不會發生在ISM中較大的塵埃顆粒上。多環芳烴的振動特性允許研究人員觀察許多重要的特征，包括大小、電離和結構。
斯皮策太空望遠鏡(左)和JWST(右)拍攝的NGC 628(幻影星系)圖像的對比顯示，圖像的清晰度和細節都有顯著提高。Credit: SST cr: NASA/JPL-CalTech; JWST cr: NASA, ESA, CSA, STScI
這是桑德斯特羅姆從研究生院開始就感興趣的事情。“斯皮策太空望遠鏡觀察的是中紅外，這也是我在博士論文中用到的。自從斯皮策退休后，我們沒有太多機會接觸中紅外光譜，但JWST是不可思議的，”她說。“斯皮策有一面0.8米的鏡子；JWST的鏡子是6.5米。這是一個巨大的望遠鏡，它有令人驚嘆的儀器。我等這一刻已經等了很久了。”
盡管按質量計算，多環芳烴在整個ISM中并不占很大比例，但它們很重要，因為它們很容易電離——這一過程可以產生光電子，加熱ISM中的其余氣體。更好地理解多環芳烴將導致更好地理解ISM的物理學和它是如何運作的。天體物理學家希望JWST能提供一個多環芳烴如何形成、如何變化以及如何被破壞的觀點。
因為多環芳烴均勻地分布在整個ISM中，所以研究人員不僅可以看到多環芳烴本身，還可以看到它們周圍的一切。以前的地圖，比如斯皮策拍攝的，包含的細節要少得多——它們本質上看起來像銀河斑點。憑借JWST提供的清晰度，天體物理學家現在可以看到新形成的恒星吹出的氣體細絲甚至“氣泡”，這些恒星的強烈輻射場和由此產生的超新星蒸發了它們周圍的氣體云。
為了獲得JWST的觀察時間，第一周期財政部項目團隊必須設計包括曝光時間和過濾器等細節的觀察。一旦他們的提交被接受，負責JWST科學和飛行任務運作的空間望遠鏡科學研究所就捕獲和處理數據。這個程序總共包括19個星系的數據。
Cycle 1 Treasury計劃是一個更大的項目PHANGS(附近星系的高角度分辨率物理學)的一部分。PHANGS利用來自智利阿塔卡馬大型毫米陣列(ALMA)和甚大望遠鏡的多波長圖像研究恒星形成和ISM。然而，由于恒星形成所在的致密云層包含大量塵埃，光學光線很難穿透看到內部發生的事情。使用中紅外光譜允許研究人員使用相同的塵埃及其明亮的發射來獲得高分辨率的詳細圖像。
“我最興奮的事情之一是，現在我們有了ISM的高分辨率示蹤劑，我們可以繪制各種各樣的東西，包括擴散氣體的結構，這種氣體必須變得更加致密和分子化，才能形成恒星，”桑德斯特羅姆說。“我們還可以繪制新形成的恒星周圍的氣體，那里有許多‘反饋’，例如來自超新星爆炸的反饋。我們真的可以看到ISM的整個周期的很多細節。這是星系如何形成恒星的核心。”