来自超新星的光回声照亮了星际气体和尘埃

色彩斑斓的星系和行星快照展示了我们宇宙无与伦比的美丽，而 NASA 最近捕捉到的发光太空气体和尘埃图像也不例外。詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 又捕捉到了另一个视觉奇观，描绘了被超新星照亮的星际物质层，这是一种被称为热光回声的现象。

通过 JWST 瞥见了这幅壮丽的景象，NASA 的一个团队创建了星际物质的 3D 扫描，以惊人的细节展示了其复杂性。现在，天文学家能够以前所未有的方式深入了解宇宙的某个角落。

辉光是如何开始的

导致气体和尘埃发光的力其实早已被启动。一切都始于一颗巨大恒星在宇宙某处的爆炸。恒星坍缩产生的冲击波将一束 X 射线和紫外线射向太空。

光随后花了 350 年在宇宙中传播，最终到达 JWST 观测到的星际物质；气体和尘埃随之被加热，使其发出红外线辉光。这种结果被称为热光回声。

JWST 在卡西欧佩亚 A（仙后座中的一个超新星遗迹）附近探测到了光回声，该遗迹距离地球约 11,000 光年。望远镜的近红外相机 (NIRCam) 分三次观测了星际物质，展示了光回声在三周内的显著扩张。

最近观测到的发光物质与变成卡西欧佩亚 A 的恒星无关，它存在于由 NASA 已退役的斯皮策太空望远镜首次观测到的数十个其他附近光回声之中。

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分层和结节的结构

新的热光回声图像揭示了星际物质复杂的结构，类似于木纹的结节。JWST 捕捉到的细节程度是科学团队前所未见的。

“我们看到了像洋葱一样的层，”科学团队成员、位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所的 Josh Peek 在一份声明中说。“我们认为我们看到的每一个致密的尘埃区域，以及我们看不到的大部分区域，其内部都是如此。我们以前从未能够向内看。”

科学团队注意到了星际物质内部结构的尺度极小，整体呈现出堆叠的片状。他们表示，这种构型可能受到磁场的影响，而类似“木纹中的结节”的致密区域可能是散布在星际介质中的磁岛。

“这相当于天文学中的医学 CT 扫描，”科学团队成员、空间望远镜科学研究所的 Armin Rest 在该声明中说。“我们有三个在不同时间拍摄的切片，这将使我们能够研究真实的 3D 结构。这将彻底改变我们研究星际介质的方式。”

光回声研究的未来

科学团队计划密切关注热光回声，使用韦伯望远镜的中红外仪器 (MIRI) 来追踪其持续发展。

“我们可以观测同一片尘埃在回声照射之前、期间和之后的情况，并尝试寻找分子成分或状态的任何变化，包括某些分子甚至最小的尘埃颗粒是否被破坏，”该研究的首席研究员、加州理工学院红外处理和分析中心 (IPAC) 的 Jacob Jencsen 在声明中说。

据 NASA 称，红外光回声非常罕见，因为它们需要一种能释放短促高能辐射脉冲的特定类型的超新星；然而，NASA 可能会利用其即将推出的南希·格蕾丝·罗马空间望远镜更容易地探测到它们，该望远镜计划于 2027 年 5 月发射。这架望远镜将拥有更广阔的宇宙视野，从而拓宽了从光回声到整个星系等宇宙研究的可能性。