NASA、ESA 與 CSA 合作的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡(JWST)利用近紅外相機(NIRCam),成功解析著名星暴星系 M82(Messier 82,又稱 NGC 3034、雪茄星系)約 1,650 萬顆恆星,讓天文學家首次得以如此細緻地觀察這座正經歷劇烈恆星形成的星系。
M82位於大熊座,距離地球約1,200萬光年,直徑約4萬光年,由德國天文學家約翰‧埃勒特‧波德(Johann Elert Bode)於1774年發現。由於星系盤傾斜朝向地球,外觀看起來狹長如雪茄,因此有「雪茄星系」之稱。更特別的是,它誕生新恆星的速度約為銀河系的10倍,是研究星系演化與恆星形成的重要天然實驗室。
研究團隊表示,M82至今仍充滿許多未解之謎,例如究竟是什麼事件引發如此驚人的恆星形成活動?這股由星系中心向外噴發物質的現象又持續了多久?韋伯望遠鏡憑藉優異的紅外線觀測能力,可穿透濃密塵埃,清楚呈現扭曲延展的星系盤,以及過去無法分辨的數百萬顆恆星。
首圖影像中閃耀的藍色光點就是被解析出的個別恆星,不過這仍只是M82全部恆星的一小部分,更多亮度較低的恆星仍隱藏在觀測極限之外。研究人員指出,這些恆星如同保存完整的「化石紀錄」,記錄著M82數十億年來的形成與演化歷程,也讓天文學家能更精確重建它的造星歷史。
極高的恆星產生速率雖然讓M82顯得充滿活力,卻也將逐漸終結自身製造恆星的能力。
大量新生恆星釋放出的強烈恆星風與超新星爆發,持續將氣體與塵埃從星系盤上下兩側噴向星際空間,形成壯觀的雙極噴流(bipolar outflow)。這些外流的物質呈現沙漏狀,且具有明顯的層狀結構:靠近星系盤的黃色細絲主要是游離氣體,更外圍的橙色區域則富含多環芳香烴(PAHs)等微小塵埃顆粒,可作為追蹤星際物質的重要指標。隨著製造恆星的原料持續被帶離星系,未來新恆星的產生速率終將受到抑制。
研究團隊強調,若要真正理解星系如何演化,不能只依靠單一望遠鏡。
韋伯提供高解析度的近紅外線觀測,而哈伯太空望遠鏡則保留豐富的可見光資料,兩者結合後,能同時描繪恆星、氣體與塵埃的分布與交互作用,大幅拓展對星系演化的研究深度。兼具劇烈恆星形成活動、大量星際物質外流與其組成複雜等特性的M82,也因此成為鄰近宇宙中最具代表性的星暴星系之一,將持續協助天文學家深入探索恆星形成、物質循環,以及星系演化的關鍵機制。
▲ 這組並列比較圖展示了 M82 星系的同一區域,左側為哈伯太空望遠鏡的觀測影像,右側為韋伯太空望遠鏡的觀測結果。






