韋伯太空望遠鏡發現動態塵埃盤面

這張由韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）拍攝的照片以前所未有的細節呈現了 HH 30。這個天體是邊緣面朝太陽系的原行星盤，周圍伴隨噴流與盤面風，位於金牛座分子雲（Taurus Molecular Cloud）內的黑暗雲 LDN 1551。

▲ 新形成恆星周圍原行星盤的特寫影像。結合多種波長的光，並以各種顏色分別呈現。貫穿中央的黑暗線條代表由不透明塵埃構成的盤面，隱藏恆星產生強烈光輝。筆直向上光帶是噴流，其他氣流則形成盤面上方與下方耀斑，以及從一側延伸出的尾狀結構。加上標註版影像可於文章附圖找到。（Source：ESA / Webb, NASA & CSA, Tazaki et al.）

赫比格─哈羅天體（Herbig-Haroobject）是恆星形成區內的小型星雲，代表年輕恆星噴出的氣體因衝擊波加熱而發光的位置。HH 30就是這種噴出的氣體形成狹窄噴流的最佳寫照。噴流源頭：一顆年輕恆星藏在邊緣對著原行星盤後方，這顆恆星正照亮周圍盤面。

HH 30在早期由哈伯太空望遠鏡發現，因此認為是側向圓盤的典型範例，從這個角度觀察的盤面是研究塵埃顆粒如何漂移與沉降的絕佳實驗室。一組國際天文學家團隊結合韋伯望遠鏡、哈伯望遠鏡及ALMA觀測數據，分析不同波長下的盤面樣貌。ALMA長波觀測數據標示出毫米級大小的塵埃顆粒位置，這些顆粒集中在盤面的中央平面狹窄區域。

而韋伯望遠鏡的近紅外線數據則揭示更小塵埃顆粒分布狀況。微小顆粒僅約百萬分之一公尺，約細菌大小。相較集中盤面最密集區域的大型塵埃顆粒，微小塵埃分布更廣泛。觀測數據顯示，大型塵埃顆粒會在盤面內遷移並最終沉降成一層薄薄的塵埃層，這層狹窄且密集的塵埃層，是行星形成過程的關鍵階段。這個高密度區域內，塵埃顆粒會逐漸聚集成小卵石，最終演變成行星。

▲ 一組四張小圖與一張大圖的HH 30原行星盤影像。來自不同望遠鏡並以不同顏色表示各種光波波段，展示盤面及周圍氣流的不同特徵。四小圖左上起哈伯可見光，韋伯近紅外線，韋伯中紅外線，ALMA毫米波；右大圖為韋伯紅外線。（Source：ESA / Webb, NASA & CSA, ESA / Hubble, ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)）

除了塵埃顆粒運動，韋伯、哈伯與ALMA影像還揭示HH 30內數個層疊結構。一股高速噴出的氣體噴流，以90度角從狹窄的中央盤面射出。這股狹窄噴流外圍則包圍著一個更寬的圓錐形外流。而環繞這個圓錐狀外流的，則是一片反射來自盤面內部年輕恆星的廣大星雲。HH 30是一個充滿動態變化的場所，從微小的塵埃顆粒到強勁的氣體噴流，都在這裡扮演著形成新行星的重要角色。

（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖來源：NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given, Public domain, via Wikimedia Commons）