国际天文学家团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)对近邻螺旋星系NGC 628(梅西耶74)开展观测,并在2026年3月10日发布于arXiv预印本服务器的论文中报告称,相关数据进一步刻画了该星系中新生年轻星团的群体特征。
关注年轻星团的“新生阶段”
研究团队指出,年轻星团(YSCs)是由新形成恒星构成、密集且受引力束缚的群体,通常年龄不足1亿年,常见于富含气体的螺旋星系或星暴星系环境。论文强调,若缺少对其生命早期“新生阶段”的观测,关于年轻星团形成与演化的认识将不完整。

在新生阶段,星团仍嵌入尘埃诞生云中,大质量恒星的反馈会显著影响周围环境并塑造多相星际介质(ISM)。由于尘埃遮蔽,新生年轻星团(eYSCs)在一定时期内在光学波段难以被探测,因此容易在光学巡天中被遗漏。
以NGC 628为目标的JWST观测
论文称,此次研究由瑞典斯德哥尔摩大学的Helena Faustino Vieira领导,目标是距离约3000万光年的NGC 628。该星系为大型螺旋星系,具有两条明显的螺旋臂;其估计年龄为100亿至130亿年,并以活跃的恒星形成著称,全球恒星形成率约为每年1.7个太阳质量,螺旋臂中分布有大量年轻星团。

研究团队使用JWST近红外光谱仪(NIRSpec)对NGC 628的年轻星团群体进行探测。论文表示,NIRSpec可穿透尘埃分子云,从而有助于识别处于尘埃遮蔽阶段的新生星团。该观测属于“新生星系外星团反馈”(FEAST)项目的一部分。
14个新生年轻星团的光谱特征
根据论文,NIRSpec数据使研究人员得以表征NGC 628中14个新生年轻星团的光谱性质,并同时研究与其相关的光解离区(PDRs)以及弥散星际介质。团队在样本中识别出仍部分嵌入诞生云、并正在驱动恒星反馈的早期演化星团。

观测结果显示,光谱中检测到大量氦与氢的复合线,用于追踪由新生年轻星团驱动的电离原子氢区(H II区)。同时,研究人员识别出多条分子氢跃迁线以及明亮的3.3微米多环芳烃(PAH)发射,论文将其归因于仍与这些星团相关联的光解离区。
论文称,相关数据表明这些星团处于“早期且活跃”的演化阶段,包含电离输出较高的炽热年轻大质量恒星。基于测得的电离光子通量,研究团队认为O8.5V至O8V光谱型恒星主导了这些新生年轻星团的辐射。

年龄估计与发射随演化的变化
研究团队在论文中表示,所探测到的新生年轻星团年龄与通过光度谱能量分布(SED)拟合得到的中位年龄约300万年一致。对于呈现更成熟恒星(如红超巨星)光谱特征的目标,论文给出的年龄估计超过900万年。
此外,论文报告称,随着星团年龄增长并逐步从诞生云中显露,分子氢与PAH发射均呈减少趋势。作者据此认为,新生年轻星团与其光解离区之间存在紧密联系,并且在星团“出云”过程中,光解离区的形态会发生演变。