韦伯望远镜穿透半人马座A的尘埃，揭示数百万颗恒星与一次银河碰撞的隐藏历史
精选图像： 韦伯NIRCam和MIRI合成的半人马座A（NGC 5128）图像；来源：NASA、ESA、CSA、STScI
詹姆斯·韦伯太空望远镜已将其红外线目光投向半人马座A（NGC 5128），距离地球仅1100万光年的最近活跃星系，并呈现出了前所未有的景象。韦伯的NIRCam和MIRI仪器穿透了自200年前发现以来一直遮蔽着该星系混乱中心的密集尘埃带，揭示了数百万颗独立恒星和一个来源不明的S形结构。
> “没有哪一台望远镜能讲述全部故事。发现是随时间积累的，新的观测站在先前任务奠定的基础上不断扩展，”NASA总部天体物理学部主任肖恩·多马加尔-戈德曼表示。”韦伯代表了迄今为止最强大的一步，开启了一个通往此前从未触及的波长和细节的窗口。”
碰撞诞生的星系
半人马座A并非典型的椭圆星系。大约20亿年前，它与一个旋涡星系合并，那次碰撞留下的伤痕在整个电磁波谱中可见。一条扭曲的平行四边形尘埃带横贯银河中心。在椭圆星系中独一无二的是，半人马座A在合并后长出了旋臂。在其中心，有一个大约1亿太阳质量的超大质量黑洞，正在活跃地吸积物质并喷射出在整个射电频谱中可见的相对论等离子体喷流。
哈勃的可见光相机只能隐约看到尘埃背后的景象。斯皮策揭示了温暖的尘埃，但无法分辨出独立的恒星。韦伯的近红外和中红外视觉彻底改变了这一局面。
“借助韦伯对半人马座A的观测，这成了一个银河考古学的案例，”NASA在2026年7月6日纪念韦伯第四科学周年的声明中表示。
S形之谜
韦伯中红外图像中最引人注目的特征是一个靠近星系核心的发光S形结构。其来源尚不明确，NASA科学家公开列出了它提出的问题：”是什么创造了这种形状？黑洞如何影响它？它是否受到合并引发的恒星形成的影响？”
该结构在MIRI的视图中显著出现，可能追踪了由活跃星系核塑造的电离气体或尘埃。进行观测的团队尚未发表专门的分析报告，但这些图像已作为韦伯周年纪念作品集的一部分发布。
解析不可解析之物
在韦伯之前，望远镜可以看到半人马座A的尘埃带，但看不到其中的恒星。尘埃吸收了可见光，形成了在每张哈勃图像中定义该星系外观的暗带。韦伯的红外仪器穿透了那些尘埃，探测到了自1826年8月4日詹姆斯·邓洛普发现该星系以来一直隐藏的恒星的热量。
MIRI图像中发光的红点代表了富含尘埃的恒星和恒星育婴室，即未来恒星形成的原材料。通过对这些恒星进行编目，天文学家可以重建该星系生命的时间线：古老的恒星形成、减速、碰撞触发的星暴以及合并后的恒星形成。
黑洞反馈的实际运作
一项使用韦伯MIRI MRS（中分辨率光谱仪）作为MICONIC GTO计划一部分、发表在《天文学与天体物理学》（A&A 699，A334，2025年7月）上的配套光谱研究，已经开始解析黑洞的影响。该研究检测到一个局限在中央6秒差距内的快速电离气体外流，速度范围为每秒+1000公里至-1400公里。
该外流很可能是由喷流驱动的。半人马座A的相对论性喷流以大约一半光速行进，膨胀进入星际介质，并推动一个气泡以每年1.6至2.9太阳质量的速度将电离气体向外推出。几何结构很关键：因为喷流垂直于星系盘，它与分子气体的机械耦合较差，这解释了为什么没有检测到快速的分子氢外流。
这使得半人马座A成为一个罕见的近邻实验室，用于研究超大质量黑洞如何同时触发和抑制恒星形成，这一过程塑造了所有大型星系的演化。
为何重要
半人马座A是天空中第二亮的河外射电源，仅次于天鹅座A。它集射电星系、活跃星系核、合并后系统和星暴环境于一身。韦伯在1100万光年外、在每一台以前的望远镜都只看到尘埃遮蔽的模糊影像的星系中解析出独立恒星的能力，代表了观测能力的一次根本性提升。
全套韦伯图像和配套光谱数据可通过太空望远镜科学研究所获取。正如NASA的多马加尔-戈德曼所指出的，发现是随时间积累的。半人马座A的秘密才刚刚开始浮现。
婷 翻译