美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜在高分辨率近红外光中捕捉到了一对紧密结合的正在形成的恒星，称为赫比格·哈罗46/47。在红色衍射尖峰的中心寻找它们，看起来像一个橙白色的斑点。（图片来源：uux.cn/NASA、ESA、CSA。图片处理：Joseph DePasquale（STScI））
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（丽贝卡·索）：美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜以前所未有的精度和灵敏度捕捉我们的宇宙而闻名。它的图像不仅在科学上有用，而且很漂亮。从南环星云的蓝色和金色，到仙后座A的粉红色、橙色和紫色，JWST的图像将宇宙呈现出灿烂的色彩。
这些图像太令人惊叹了，你可能会想，这些宇宙物体看起来真的那么丰富多彩吗？如果我们能用自己的眼睛而不是通过望远镜看到它们，它们会是什么样子？
“最快的答案是，我们不知道，”太空望远镜科学研究所（STScI）的科学视觉开发者Alyssa Pagan说，她是致力于为JWST图像带来色彩的团队的一员。但有一点是肯定的：你不会看到这样的宇宙。
JWST是一台红外望远镜，这意味着它以比红光更长的波长“观察”宇宙，红光是我们用眼睛能探测到的最长波长。
帕甘说，如果你能直接观察这些物体，你可能会看到更接近哈勃太空望远镜等依靠可见光的望远镜拍摄的图像。但即使这样的比较也不太正确，因为哈勃比人眼更大、更灵敏。此外，即使聚焦在同一目标上，可见光望远镜也可能捕捉到与红外望远镜不同的图像特征。
那么，这些壮观的图像的颜色是如何选择的呢？JWST目标是通过连接在望远镜上的几个滤光片来观察的，这些滤光片可以“看到”一定波长的红外光。JWST的近红外相机是该望远镜的主相机，有六个滤镜，所有滤镜都能捕捉到略有不同的图像。将这些图像组合成一个合成图像可以让Pagan和JWST STScI的另一位科学视觉开发人员Joe DePasquale创建全彩图像。
当帕甘和德帕斯夸尔第一次收到图像时，他们以黑白两色出现。帕甘解释说，这些颜色稍后会添加到图像中，因为来自各种滤波器的数据被转换为可见光的光谱。最长的波长为红色，而较短的波长为蓝色或紫色。
帕甘说：“我们正在使用这种与光的波长和颜色的关系，我们只是将其应用于红外。”。
一旦每种颜色都被添加到图像中，它可能会经历一些额外的更改。有时，原始颜色会使图像看起来褪色或布满灰尘，而颜色会变得更生动，从而使其具有更清晰的质量。颜色也可能发生变化，以强调某些难以识别的特征。
Pagan和DePasquale还与研究人员合作，确保这些图像在科学上是准确的，特别是如果它们与特定的科学发现一起呈现，Pagan说。虽然彩色图像不能提供具体的科学数据，但它们可以帮助说明某些发现。
帕甘说，有时它们还可以帮助科学家了解他们可能想要研究的领域。例如，JWST的第一个深场视图中最遥远的物体——它们看起来是红色的，因为传播这么远的光已经被拉长了——为早期宇宙的研究提供了目标，当时这些物体在深场图像中出现时就已经存在。
JWST图片中的颜色可能不是“真实的”，但不要误解——这些颜色不是为了欺骗你，它们的选择也不仅仅是为了好看。这些图像旨在尽可能清晰地传达JWST能看到的东西，以及我们的眼睛看不到的东西。
帕甘说：“我们只是想增强内容，使其更具科学消化性和吸引力。”。
标志性的创造之柱。左边是哈勃太空望远镜的照片，右边是詹姆斯·韦伯太空望远镜的新照片。（图片来源：uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、STScI；Joseph DePasquale（STScI）、Anton M.Koekemor（STScI）、Alyssa Pagan（STScI）。）
通过比较JWST和哈勃拍摄的标志性的“创造之柱”图像，你可以看到可见光望远镜和红外望远镜图像之间的一些差异。虽然在哈勃望远镜的图像中，大部分柱体显示为暗红色，但JWST图像以金色和橙色色调描绘了大部分形成。这意味着支柱发出的可见光波长较长（红色），但略接近图像中所示红外光光谱的中间。
哈勃图像中围绕着柱子的大部分朦胧物质，甚至柱子本身的一些材料，也没有出现在JWST图像中，这意味着这部分气体和尘埃在红外中是透明的。JWST图像还以红色突出显示了更多恒星形成的区域，这些区域在哈勃图像中被厚厚的气体和尘埃云遮挡。
ALMA 观测行星形成的尘埃遗址
PDS 70的伪彩色合成图像。左面板显示了之前在0.87毫米处的ALMA观测结果，右面板显示了3毫米处的新ALMA观测值。合成图像将毫米/亚毫米连续图像与ALMA（红色）、W.M.Keck天文台的红外连续图像（绿色）和VLT拍摄的氢发射线的光学图像（蓝色）相结合。图像显示，ALMA观测到的尘埃排放在Keck和VLT探测到的行星外形成了环状结构。在3毫米的波长处，可以明显看到粉尘排放集中在西北方向（图像的右上角）。来源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），W.M.Keck天文台，VLT（ESO），K.Doi（MPIA）（神秘的地球uux.cn）据ALMA望远镜：阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）通过在刚刚形成的行星轨道外检测到高浓度的尘埃颗粒（一种行星形成材料），成功地观测到了行星形成的地点。由Kiyoaki Doi领导的一个国际研究小组，当时是日本国家天文台（NAOJ）/高级研究生大学SOKENDAI的博士生，目前是马克斯·普朗克天文学研究所的博士后，用ALMA对一颗名为PDS 70的年轻恒星周围的原行星盘进行了3毫米波长的高分辨率观测。该天体拥有两颗已知的行星，新的ALMA观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的局部积聚。这一发现表明，已经形成的行星为行星积累了物质，并促进了下一颗行星的潜在形成。这项工作有助于揭示由多个行星组成的行星系统的形成过程，如太阳系。这篇题为“ALMA波段3观测揭示的PDS 70盘的不对称尘埃积聚”的文章已被《天体物理学杂志快报》接受发表。它可以在arXiv预印本服务器上找到。迄今为止，已经在太阳系内外发现了5000多颗行星。在某些情况下，它们组成了由多个行星组成的行星系统。这些行星被认为起源于围绕年轻恒星的原行星盘中的微米级尘埃颗粒。然而，这些尘埃颗粒是如何在局部积累并导致行星系统形成的，目前尚不清楚。PDS 70是唯一已知的在原行星盘内具有已形成行星的天体，这一点已通过光学和红外观测得到证实。揭示该天体中尘埃颗粒的分布将有助于深入了解已经形成的行星如何与周围的原行星盘相互作用，并可能影响随后的行星形成。之前对0.87毫米ALMA的观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的环形排放。然而，发射源可能在光学上很厚（不透明，近侧的灰尘颗粒会遮挡后面的灰尘颗粒），观察到的发射分布可能无法准确反映灰尘颗粒的分布。由Kiyoaki Doi领导的研究人员使用ALMA在3mm波长下对PDS 70周围的原行星盘进行了高分辨率观测。3mm处的观测值在光学上更薄（更透明），从而更可靠地提供了尘埃颗粒的分布。3毫米的新观测结果显示，与之前的0.87毫米观测结果不同，尘埃排放集中在行星外尘埃环内的特定方向。这表明，尘埃颗粒是行星的组成部分，在狭窄的区域积聚并形成局部团块。行星外的尘埃团表明，已经形成的行星与周围的星盘相互作用，将尘埃颗粒集中在轨道外缘的一个狭窄区域。这些聚集的尘埃颗粒被认为会生长成一颗新行星。行星系统的形成，就像太阳系一样，可以通过重复这个过程从内到外依次形成行星来解释。这项工作通过观测捕捉了已经形成的行星如何与周围环境相互作用并触发下一颗行星的形成，有助于我们理解行星系统的形成。领导这项工作的Kiyoaki Doi说：“天体由多个组件组成，每个组件都发射不同波长的辐射。因此，在多个波长下观察同一物体可以提供对目标的独特视角。“在PDS 70中，行星是在光学和红外波长下发现的，而原行星盘是在毫米波长下观察到的。这项工作表明，即使在ALMA的观测波长范围内，星盘也表现出不同的形态。“这突显了跨不同波长观测的重要性，包括使用ALMA进行多波长观测。使用不同望远镜在不同观测设置下观测目标的多个组成部分对于全面了解整个系统是必要的。”
TESS发现土星大小的系外行星TOI
TOI-4994在30（上）、10（中）和2（下）分钟节奏下的TESS光曲线，结合了6个不同的扇区。来源：uux.cn/Rodriguez等人，2024。（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Tomasz Nowakowski）：利用美国国家航空航天局的凌日系外行星勘测卫星（TESS），一个国际天文学家团队探测到一颗围绕一颗遥远恒星运行的新系外行星。这个新发现的外星世界被命名为TOI-4994b，它很温暖，比土星稍小。这一发现发表在12月3日预打印服务器arXiv上的一篇研究论文中。迄今为止，TESS已经确定了7300多颗候选系外行星（TESS感兴趣的天体，或TOI），其中571颗已被确认。自2018年4月发射以来，该卫星一直在对太阳附近约20万颗最亮的恒星进行调查，目的是寻找凌日系外行星，从小型岩石世界到气态巨星。现在，由马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心（CfA）的Romy Rodriguez领导的一组天文学家证实了TESS监测到的另一个TOI。他们在TOI-4994的光曲线中发现了一个凌日信号，这是一颗与太阳大小和质量相当的G型恒星，距离约1079光年。该信号的行星性质得到了使用地面望远镜（包括Las Cumbres天文台全球望远镜（LCOGT））的后续观测的证实。研究人员解释说：“在TESS的第12区首次检测到一个周期为21.5天的凌日信号，随后通过地面的后续光度测定得到了证实。”。这颗新发现的行星的半径约为0.76木星半径，其质量估计为0.28木星质量，其密度与土星相似，为0.78 g/cm3。TOI-4994b每21.5天绕其宿主运行一次，距离宿主0.15天文单位，其平衡温度约为717.6 K。因此，TOI-4994b的性质与土星相似，可以归类为温暖的土星系外行星。一般来说，已知的温暖土星的数量仍然相对较少，因为迄今为止发现的这类行星不到20颗，这使得TOI-4994 b成为该样本的有价值的补充。该论文的作者指出，TOI-4994 b的性质也表明，其历史是由行星间的散射和可能的合并形成的。然而，为了证实这一点，还需要进一步的观察。他们补充说，这颗行星是后续恒星倾角测量的良好候选者。当谈到母恒星TOI-4994（也称为TIC 277128619）时，它的半径约为1.05太阳半径，而它的质量与太阳相当。这颗恒星估计有63亿年的历史，有效温度为5640 K，金属丰度为0.165 dex。
