【菜科解读】

100亿美刀的望远镜又传出了新照片，对星系研究具有重大意义

詹姆斯韦伯望远镜（JWST）对19个遥远的星系拍下了照片，为星系研究这个领域注入的新的活力。

这个100亿美刀造出的望远镜提供的高质量的照片以身处太空的有利位置揭露了星系的旋臂。

这些JWST照片让天文学家非常兴奋，在处理这些图像时，他们强调了以JWST的精度，没有两个星系是一模一样的。

这项观测计划是临近星系高精度照片物理计划（Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies，PHANGS）的一部分，该计划着重于研究星系中的气体和尘埃云，为天文学家提供银河系等旋涡星系内的恒星是如何形成的。

JWST的新照片是令人震惊的， 珍妮丝·李，巴尔的摩太空望远镜科学研究所战略举措项目科学家在一份声明中说。

这些照片对于专业研究星系的人们来讲也是十分震惊的。

星系的各种结构都被以有史以来最高的精度记录了下来。

这些照片能告诉我们很多关于恒星诞生的知识。

照片展示了橘色的尘埃云，由JWST中红外设备拍摄。

19张旋涡星系照片的马赛克。

（图源：NASA，ESA，CSA，STScl，Janice Lee（STScl），Thomas William（牛津），PHANGS 团队）

JWST同样也拍摄了许多正在形成的恒星的照片，原恒星被尘埃气体云包裹着，它们无时无刻都在吸取尘埃云的质量。

这些尘埃云可以被看成尘埃云带中红色的 种子 。

在这里，我们可以找到最年轻，最大质量的恒星， 埃里克·罗索洛斯基，阿尔伯塔大学的一位教授说。

从这一角度来看，19个星系中棒旋星系NGC1300的表现是最为明显的。

该星系位于波江座，距离地球6900万光年。

棒旋星系NGC1300，图中我们可以看到橙色尘埃气体云顶部的原恒星。

（图源：NASA，ESA，CSA，STScl，Janice Lee（STScl），Thomas William（牛津），PHANGS 团队）

数以百万计的成熟恒星在这张照片上显示成蓝色，就像蓝色的珠宝透过橙色尘埃气体云闪闪发光。

这张照片是由JWST近红外照相机（NIRCam）拍摄而成的。

有些蓝色的恒星聚集在星团内，另外的则分散在宿主星系中。

这些炽热的蓝色恒星在NGC7496的照片中格外的明显，该星系位于天鹤座，距离地球2400万光年远。

年老的蓝色恒星好似击穿了橙色的气体。

（图源：NASA，ESA，CSA，STScl，Janice Lee（STScl），Thomas William（牛津），PHANGS 团队）

出乎天文学家的意料的是，这个强大的望远镜甚至捕捉到了气体尘埃云之间的空隙。

这些空隙应该产生与一个或多个超新星爆炸，在气体云中刻出巨大的洞。

亚当·勒罗伊，俄亥俄州立大学的一位教授说。

19个被拍下的星系中，位于室女座的NGC 5068，距离地球2000万光年，似乎被这些巨大的空洞占据了。

NGC 5068被这些巨大的空洞填满了，这些空洞可能是超新星爆炸导致的。

（图源：NASA，ESA，CSA，STScl，Janice Lee（STScl），Thomas William（牛津），PHANGS 团队）

当然，任何旋涡星系的标志性产物就是它的从核心伸向外围空间的旋臂，通过研究这些旋臂，天文学家们可以找到气体和尘埃富集的地区。

这些结构在星系特定的部分会遵循相同的规律， 埃里克·罗索洛斯基解释道。

我们认为这些旋臂像波一样，旋臂的分布告诉我们很多关于星系内尘埃和气体是如何分布的。

因为密度高的尘埃气体云会坍缩形成新的恒星，详细研究旋臂这个结构会提供关于大规模的恒星形成是如何被触发的。

这些旋臂的分布在NGC 628上显示的最突出，这是一个位于双鱼座，距离地球3200万光年的星系。

在它的照片中，星系的旋臂似乎在喷洒尘埃和气体，就像涂鸦中的亮橘色颜料。

（图源：NASA，ESA，CSA，STScl，Janice Lee（STScl），Thomas William（牛津），PHANGS 团队）

另外，有些被JWST观测的星系在核心处展示出了一个粉红色的的衍射峰值。

这说明着该星系内部可能有超大质量黑洞， 伊娃·辛纳勒，一位在马克斯·普朗克天文研究所工作的科学家说，或者，核心内部的星团实在太亮了以至于它们在这张图片中过曝了。

这个现象可以在NGC 1365 的图像中看出来，该星系位于天炉座，距离地球5600万光年远。

木星是气态行星，如果把木星上的气体全部吹走，会结果

木星是一颗巨大的气态行星，其质量约为地球的318倍，体积更是高达地球的1300多倍，在太阳系八大行星中，木星是绝对的“老大”，这使得我们人类对这颗巨大的行星格外关注，关于木星的各种稀奇古怪的问题也层出不穷。

比如说有人就提出了这样一个问题：既然木星是气态行星，那如果把木星上的气体全部吹走，会有什么结果呢？下面我们就来讨论一下。

首先要讲的是，所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星，而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星，也就是说，气态行星也是可以拥有固态核心的。

那么木星到底有没有固态核心呢？其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。

尽管以人类当前的科技水平，暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索，但通过探测器在木星附近收集到的数据，我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。

如上图所示，在探测器飞越木星的过程中，其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移，通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异，就可以构建出木星的重力场模型，进而猜测出木星内部的质量分布。

科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出，木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核，其质量在地球的12倍至45倍之间注：这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。

因此科学界普遍认为，木星应该有一个致密的固态核心，其外包裹着大量的氢和氦注：木星主要由氢和氦构成，其中氦占其质量的大约4分之1，其他的绝大部分都是氢。

由于随着深度的增加，木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密，因此木星的结构应该是：最外层是气态的氢和氦，当深度增加到一定程度时，氢和氦就以液态存在，而在更深的位置，极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来，使得它们像金属一样可以导电，这种状态的氢也被称为“金属氢”，在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。

据此我们可以得出，木星上层的气体一旦消失，木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体，在这种情况下，如果把木星上的气体全部吹走，其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦，只剩下一个比原来小得多的固态核心。

值得一提的是，虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走，但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。

从理论上来讲，假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近，它的气体就会被主太阳不断地剥离，久而久之，这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话，科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。

有意思的是，我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。

这颗星球被命名为“TOI-849b”，距离地球大约730光年，由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现，其主太阳被命名为“TOI-849”，是一颗与太阳相似的黄矮星。

观测数据表明，“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多，但它的质量却大约是海王星的2.3倍，地球的39.1倍，密度约为5.2克/立方厘米，与像地球这样的岩石行星相当。

另一方面来讲，“TOI-849b”距离它的主太阳非常近，以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右，并且大约每18个小时，它就会完成一次公转。

所以我们可以做一个合理的猜测，“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星，后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道，在此之后，它的气体就持续地被主太阳“吹”走，最终演化成了一颗“冥府行星”，而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

既然木星是气态行星，那么人类发射的航天器能不能直接穿过木星

行星是天体的一类，是指自身不发光，同时围绕太阳做周期性公转运动的天体，通常可以分为行星、矮行星和小行星。

比如在太阳系内，水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星，而冥王星，则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。

穿越木星在太阳系内，位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星，我们称为小行星带。

当然，我们人类最为关注的还是八大行星，我们根据八大行星的物理性状可以分为两类，一类是和地球一样具有固体表面，岩石行星，称为类地行星，包括水星、金星和火星。

太阳系示意图另外一类就是和木星一样，是有气体来组成的行星，在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星，这些行星和类地行星来比，通常具有体积和质量更大，但是由于是气体组成，所以往往平均密度较小。

那么，既然木星是气态行星，那么我们人类发射的航天器，包括宇宙探测器，或者将来有可能发射的宇宙飞船，能不能直接穿过木星？太阳系八大行星目前来看，人类发射的航天器很难穿越木星，我们这里假设我们从木星的中心穿过。

虽然木星是一颗气态行星，那只是表明木星的主要组成成分是气体，主要是氢和氦，从木星的结构来看，最外面是包围整个木星的大气层，充满着气体，而且在不停的运动之中，形成气体旋涡，比如著名的“大红斑”。

木星南极洲而在木星大气层之下，随着越往木星内部，压力越来越大，气体被不断压缩，形成了液态金属氢，这需要的压力相当于25万个地球大气压，我们要用什么材料才干承受这种压力呢？如果再往木星内部前进，到了木星的中心，我们猜测虽然木星是一颗气态行星，但是其中心是有一个岩石核心，由硅酸盐和铁来组成。

所以在物体状态下，木星内部的高温、高压，以及岩石内核都不支持航天器穿越它。

木星内部结构木星在行星分类上，是一颗气态行星，但是这里的气态，并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。

我们知道，就算是地球上的大气层，当天宫一号从宇宙坠落，经过大气层时，也会因为剧烈摩擦而燃烧，更何况是更为稠密的木星大气层，所以，以目前的人类技术，别说穿越木星，连木星大气层这一关都过不了。

木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的，我们只能在现有的条件下进行假设，就像农业社会时期的人类，也无法想象现在的互联网时代。

那么，我们说无法穿越木星，也是基于当前的认知，说不定在将来，人类科技进步，就能实现。

朱诺号发射升空