韦伯观测到一个闪耀着独立恒星的球状星团
编者按：这篇文章重点介绍了韦伯科学正在进行的数据，这些数据尚未通过同行评审过程。
20 年 2022 月 92 日，詹姆斯·韦伯太空望远镜花了 92 个多小时盯着梅西耶 27 号 （M000），这是一个位于银河系晕中的 1334，13 光年外的球状星团。这次观测是韦伯进行的首批科学观测之一，是早期发布科学（ERS）计划<>的一部分，该计划是<>个ERS计划之一，旨在帮助天文学家了解如何使用韦伯并充分利用其科学能力。
我们采访了意大利航天局的马泰奥·科伦蒂;加州大学伯克利分校的亚历山德罗·萨维诺;罗格斯大学的罗杰·科恩;以及雷神科技公司的Andy Dolphin，以了解更多关于韦伯对M92的观测，以及该团队如何使用这些数据来帮助其他天文学家。（去年十一月，克里斯汀·麦奎因（Kristen McQuinn）与我们谈论了她在矮星系WLM上的工作，这也是该计划的一部分。
告诉我们这个ERS计划。你想完成什么？
亚历山德罗·萨维诺（Alessandro Savino）：这个特殊的计划专注于已解决的恒星种群。这些是像M92这样的大型恒星群，它们非常接近 - 足够近，韦伯可以挑出系统中的单个恒星。从科学上讲，像这样的观测非常令人兴奋，因为正是从我们的宇宙邻居那里，我们学到了很多恒星和星系的物理学，我们可以将这些物理原理转化为我们更远的物体。
马泰奥·科伦蒂：我们也在努力更好地了解望远镜。该项目有助于改进校准（确保所有测量尽可能准确），为其他天文学家和其他类似项目改进数据。
你为什么决定特别关注M92？
萨维诺： 像M92这样的球状星团对于我们理解恒星演化非常重要。几十年来，它们一直是了解恒星如何工作，恒星如何演变的主要基准。M92是一个经典的球状星团。就在附近;我们相对很好地理解它;这是我们研究恒星演化和恒星系统的参考文献之一。
科伦蒂： M92很重要的另一个原因是因为它是银河系中最古老的球状星团之一，如果不是最古老的球状星团的话。我们认为M92的年龄在12亿到13亿年之间。它包含一些我们可以找到的最古老的恒星，或者至少我们可以很好地解析和表征。我们可以使用像这样的附近星团作为非常古老的宇宙的示踪剂。
罗杰·科恩： 我们之所以选择M92，也是因为它非常密集：有很多恒星非常紧密地挤在一起。（星团的中心密度是太阳周围区域的数千倍。观察M92可以让我们测试韦伯在这个特定状态下的表现，我们需要测量非常接近的恒星。
球状星团的哪些特征使其对研究恒星如何演化很有用？
安迪·海豚： 其中一件主要的事情是，M92中的大部分恒星将在大致相同的时间形成，并且具有大致相同的元素混合，但质量范围很广。因此，我们可以对这个特殊的恒星群体进行非常好的调查。
萨维诺： 此外，由于恒星都属于同一个物体（同一个球状星团，M92），我们知道它们离我们的距离大致相同。这对我们有很大帮助，因为我们知道不同恒星之间的亮度差异一定是内在的，而不仅仅是与它们的距离有关。它使与模型的比较变得更加容易。
这个星团已经被哈勃太空望远镜和其他望远镜研究过。我们能在韦伯身上看到什么我们还没有看到的？
科恩： 韦伯和哈勃之间的重要区别之一是韦伯在更长的波长下工作，其中非常冷，低质量的恒星发出大部分光。韦伯经过精心设计，可以观测非常酷的恒星。我们实际上能够到达质量最低的恒星 - 小于太阳质量0.1倍的恒星。这很有趣，因为这非常接近恒星不再是恒星的边界。（在这个边界之下是褐矮星，它们的质量很低，以至于它们无法点燃核心中的氢。
科伦蒂： 韦伯也快得多。要用哈勃望远镜看到非常微弱的低质量恒星，你需要数百小时的望远镜时间。使用韦伯，只需几个小时。
科恩：这些观测实际上并不是为了非常努力地推动望远镜的极限而设计的。因此，看到我们仍然能够在没有真正非常努力的情况下探测到如此小而微弱的恒星，这是非常令人鼓舞的。
这些低质量恒星有什么有趣的地方？
萨维诺： 首先，它们是宇宙中数量最多的恒星。其次，从理论的角度来看，它们非常有趣，因为它们一直很难观察和表征。尤其是质量不到太阳一半的恒星，我们目前对恒星模型的理解更加不确定。
Correnti：研究这些低质量恒星发出的光也可以帮助我们更好地约束球状星团的年龄。这有助于我们更好地了解银河系的不同部分（如M92所在的光晕）何时形成。这对我们理解宇宙历史有影响。
看起来您捕获的图像中间有很大的间隙。那是什么，为什么在那里？
海豚：这张照片是使用韦伯的近红外相机（NIRCam）拍摄的。NIRCam有两个模块，两者之间有“芯片间隙”。星团的中心非常拥挤，非常明亮。因此，这将限制该区域数据的效用。这些图像的位置与哈勃望远镜已经可用的数据很好地重叠。
韦伯的NIRCam仪器捕获的球状星团M92的细节。此视野覆盖了完整图像右半部分的左下角。球状星团是密集的大量紧密排列的恒星，它们都在同一时间形成。在M92中，大约有300万颗恒星挤在一个直径约000光年的球中。M100中间一颗行星的夜空将闪耀着数千颗恒星，这些恒星看起来比我们自己天空中的恒星亮数千倍。该图像显示了距离中心不同距离的恒星，这有助于天文学家了解星团中恒星的运动以及该运动的物理学。从太空望远镜科学研究所下载M92的图像细节。图片来源：NASA，ESA，CSA，A. Pagan（STScI）
个闪耀着独立恒星的球状星团
水平方向的矩形图像似乎是两个独立的方形图像，中间有一个宽大的黑色间隙。两个正方形不能完全相互镜像或完美对齐。相反，它们看起来像是一个较大图像的两个部分，中间被黑条遮挡。两个方块都充满了不同大小和亮度的蓝色、白色、黄色和红色光点，其中大部分是星星。更大更亮的恒星显示出韦伯独特的衍射图案，由从中心辐射的八个尖峰组成。两个方块都显示出朝向中心间隙的恒星密度增加。总之，恒星似乎形成了一个松散的球状形状，其核心被间隙遮挡。
詹姆斯韦伯太空望远镜的NIRCam仪器捕获的球状星团M92的图像。该图像是使用四种不同滤镜的四种曝光的合成图像：F090W（0.9微米）以蓝色显示;F150W（1.5微米）青色;黄色F277W（2.77微米）;和红色的 F444W（4.44 微米）。中间的黑色条带是芯片间隙，是NIRCam的两个长波长探测器之间分离的结果。间隙覆盖了星团的密集中心，该中心太亮，无法与星团较暗，密度较低的郊区同时捕获。图像的直径约为5弧分（39光年）。从太空望远镜科学研究所的资源库下载M92的全分辨率图像。图片来源：NASA，ESA，CSA，A. Pagan（STScI）。
编者按：这篇文章重点介绍了韦伯科学正在进行的数据，这些数据尚未通过同行评审过程。
20 年 2022 月 92 日，詹姆斯·韦伯太空望远镜花了 92 个多小时盯着梅西耶 27 号 （M000），这是一个位于银河系晕中的 1334，13 光年外的球状星团。这次观测是韦伯进行的首批科学观测之一，是早期发布科学（ERS）计划<>的一部分，该计划是<>个ERS计划之一，旨在帮助天文学家了解如何使用韦伯并充分利用其科学能力。
我们采访了意大利航天局的马泰奥·科伦蒂;加州大学伯克利分校的亚历山德罗·萨维诺;罗格斯大学的罗杰·科恩;以及雷神科技公司的Andy Dolphin，以了解更多关于韦伯对M92的观测，以及该团队如何使用这些数据来帮助其他天文学家。（去年十一月，克里斯汀·麦奎因（Kristen McQuinn）与我们谈论了她在矮星系WLM上的工作，这也是该计划的一部分。
告诉我们这个ERS计划。你想完成什么？
亚历山德罗·萨维诺（Alessandro Savino）：这个特殊的计划专注于已解决的恒星种群。这些是像M92这样的大型恒星群，它们非常接近 - 足够近，韦伯可以挑出系统中的单个恒星。从科学上讲，像这样的观测非常令人兴奋，因为正是从我们的宇宙邻居那里，我们学到了很多恒星和星系的物理学，我们可以将这些物理原理转化为我们更远的物体。
马泰奥·科伦蒂：我们也在努力更好地了解望远镜。该项目有助于改进校准（确保所有测量尽可能准确），为其他天文学家和其他类似项目改进数据。
你为什么决定特别关注M92？
萨维诺： 像M92这样的球状星团对于我们理解恒星演化非常重要。几十年来，它们一直是了解恒星如何工作，恒星如何演变的主要基准。M92是一个经典的球状星团。就在附近;我们相对很好地理解它;这是我们研究恒星演化和恒星系统的参考文献之一。
科伦蒂： M92很重要的另一个原因是因为它是银河系中最古老的球状星团之一，如果不是最古老的球状星团的话。我们认为M92的年龄在12亿到13亿年之间。它包含一些我们可以找到的最古老的恒星，或者至少我们可以很好地解析和表征。我们可以使用像这样的附近星团作为非常古老的宇宙的示踪剂。
罗杰·科恩： 我们之所以选择M92，也是因为它非常密集：有很多恒星非常紧密地挤在一起。（星团的中心密度是太阳周围区域的数千倍。观察M92可以让我们测试韦伯在这个特定状态下的表现，我们需要测量非常接近的恒星。
球状星团的哪些特征使其对研究恒星如何演化很有用？
安迪·海豚： 其中一件主要的事情是，M92中的大部分恒星将在大致相同的时间形成，并且具有大致相同的元素混合，但质量范围很广。因此，我们可以对这个特殊的恒星群体进行非常好的调查。
萨维诺： 此外，由于恒星都属于同一个物体（同一个球状星团，M92），我们知道它们离我们的距离大致相同。这对我们有很大帮助，因为我们知道不同恒星之间的亮度差异一定是内在的，而不仅仅是与它们的距离有关。它使与模型的比较变得更加容易。
这个星团已经被哈勃太空望远镜和其他望远镜研究过。我们能在韦伯身上看到什么我们还没有看到的？
科恩： 韦伯和哈勃之间的重要区别之一是韦伯在更长的波长下工作，其中非常冷，低质量的恒星发出大部分光。韦伯经过精心设计，可以观测非常酷的恒星。我们实际上能够到达质量最低的恒星 - 小于太阳质量0.1倍的恒星。这很有趣，因为这非常接近恒星不再是恒星的边界。（在这个边界之下是褐矮星，它们的质量很低，以至于它们无法点燃核心中的氢。
科伦蒂： 韦伯也快得多。要用哈勃望远镜看到非常微弱的低质量恒星，你需要数百小时的望远镜时间。使用韦伯，只需几个小时。
科恩：这些观测实际上并不是为了非常努力地推动望远镜的极限而设计的。因此，看到我们仍然能够在没有真正非常努力的情况下探测到如此小而微弱的恒星，这是非常令人鼓舞的。
这些低质量恒星有什么有趣的地方？
萨维诺： 首先，它们是宇宙中数量最多的恒星。其次，从理论的角度来看，它们非常有趣，因为它们一直很难观察和表征。尤其是质量不到太阳一半的恒星，我们目前对恒星模型的理解更加不确定。
Correnti：研究这些低质量恒星发出的光也可以帮助我们更好地约束球状星团的年龄。这有助于我们更好地了解银河系的不同部分（如M92所在的光晕）何时形成。这对我们理解宇宙历史有影响。
看起来您捕获的图像中间有很大的间隙。那是什么，为什么在那里？
海豚：这张照片是使用韦伯的近红外相机（NIRCam）拍摄的。NIRCam有两个模块，两者之间有“芯片间隙”。星团的中心非常拥挤，非常明亮。因此，这将限制该区域数据的效用。这些图像的位置与哈勃望远镜已经可用的数据很好地重叠。
方形图像充满了不同大小和亮度的蓝色、白色、黄色和红色光点，其中大部分是恒星。更大更亮的恒星显示出韦伯独特的衍射图案，由从中心辐射的八个尖峰组成。右下角是一个标有 2 光年的比例尺。比例尺是图像宽度的九分之二，并显示在整个图像中，相邻恒星之间的距离是一光年的几分之一。恒星的密度和图像的亮度在图像的左上角最大，其中恒星之间的距离要近得多，并且逐渐向右下角减小，因为它们之间的距离更远。更大、更亮的恒星的数量似乎也从左上角减少到右下角。
韦伯的NIRCam仪器捕获的球状星团M92的细节。此视野覆盖了完整图像右半部分的左下角。球状星团是密集的大量紧密排列的恒星，它们都在同一时间形成。在M92中，大约有300万颗恒星挤在一个直径约000光年的球中。M100中间一颗行星的夜空将闪耀着数千颗恒星，这些恒星看起来比我们自己天空中的恒星亮数千倍。该图像显示了距离中心不同距离的恒星，这有助于天文学家了解星团中恒星的运动以及该运动的物理学。从太空望远镜科学研究所下载M92的图像细节。图片来源：NASA，ESA，CSA，A. Pagan（STScI）。
你的主要目标之一是为其他科学家提供工具。你对什么特别兴奋？
海豚： 我们开发并提供给天文学界的关键资源之一是称为DOLPHOT NIRCam模块的东西。这与现有的软件配合使用，该软件用于自动检测和测量恒星和其他未分辨物体（具有类似恒星外观的物体）的亮度。这是为哈勃望远镜上的相机开发的。为NIRCam添加这个模块（以及一个用于NIRISS，韦伯的另一个仪器）允许天文学家使用他们从哈勃大学知道的相同的分析程序，还有一个额外的好处，那就是现在能够分析哈勃和韦伯的数据，一次通过，以获得组合望远镜的恒星目录。
萨维诺：这是一个非常大的社区服务组成部分。这对每个人都有帮助。它使分析变得更加容易。
作者简介：
Matteo Correnti是意大利航天局空间科学数据中心和意大利罗马国家天体物理研究所的研究员。
亚历山德罗·萨维诺是加州大学伯克利分校的博士后。
罗杰·科恩是新泽西州新不伦瑞克罗格斯大学的博士后。
Andy Dolphin是亚利桑那州图森市雷神技术公司的技术研究员。
