JWST对星暴的观测：NGC 253中心星暴中的一个年轻气泡
JWST Observations of Starbursts: A Young Bubble in NGC 253's Central Starburst
- University of Kansas（堪萨斯大学）
- University of Toledo（托莱多大学）
- University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
- Joint Space-Science Institute, University of Maryland（马里兰大学联合空间科学研究所）
- Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
- Universität Heidelberg（海德堡大学）
- European Space Agency（欧洲空间局）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
AI总结：
本研究利用JWST等多波段数据，发现NGC 253核星暴中一个年轻气泡由大质量星团驱动，其动力学年龄约0.1 Myr，为星团注入能量并影响核外流提供了直接证据。
AI中文摘要：
我们利用新的JWST MIRI-MRS观测数据，结合档案ALMA（100、350、690 GHz）和Chandra数据，对NGC 253核星暴中的一个年轻气泡进行了多波长分析。MIRI图像在电离和分子发射线中均揭示了一个显著的气泡状结构。该气泡在空间上与ALMA探测到的一个嵌入程度最低的大质量年轻星团重合，表明该星团正在驱动气泡的膨胀。我们测量得到气泡半径约为$11.5 \pm 3.4$ pc，膨胀速度约为$90 \pm 44$ km s$^{-1}$，由此推断其动力学年龄约为$0.1 \pm 0.1$ Myr。利用RADEX对多个CO跃迁进行建模，我们推断分子质量范围为$(1.3 \pm 0.3) \times 10^4$至$(2.8 \pm 0.8) \times 10^5$ $M_\odot$。我们推导出动能约为$10^{51}$-$10^{52}$ erg，这与一个约$10^6$ $M_\odot$星团中Wolf-Rayet恒星风或超新星提供的机械能输入一致。大量Wolf-Rayet恒星或过去超新星的存在得到了重合X射线发射的支持。我们的结果为核环境中单个星团能够刻画出秒差距尺度的连贯结构，并向周围星际介质注入显著能量和动量提供了直接证据，这可能对NGC 253的核外流有所贡献。
英文摘要：
We present a multi-wavelength analysis of a young bubble in the nuclear starburst of NGC 253 using new JWST MIRI-MRS observations together with archival ALMA (100, 350, 690 GHz) and Chandra data. The MIRI maps reveal a prominent bubble-like structure in both ionized and molecular emission lines. The bubble is spatially coincident with one of the least embedded massive young clusters detected with ALMA, suggesting that the cluster is driving the expansion. We measure a radius of $\sim 11.5 \pm 3.4$ pc and an expansion velocity of $\sim 90 \pm 44$ km s$^{-1}$, implying a dynamical age of $\sim 0.1 \pm 0.1$ Myr. Using RADEX modeling of multiple CO transitions, we infer a molecular mass in the range of $(1.3 \pm 0.3) \times 10^4$ to $(2.8 \pm 0.8) \times 10^5$ $M_\odot$. We derive a kinetic energy of order $10^{51}$-$10^{52}$ erg, consistent with mechanical input from Wolf-Rayet stellar winds or supernovae in a $\sim 10^6$ $M_\odot$ cluster. The existence of a large population of Wolf-Rayet stars or past supernovae is supported by the presence of coincident X-ray emission. Our results provide direct evidence that individual clusters in a nuclear environment can carve out coherent structures on parsec scales and inject significant energy and momentum into the surrounding interstellar medium, which can contribute to the nuclear outflow in NGC 253.
