國際觀察丨拍下首張深空宇宙全綵圖，造價百億美元的韋伯空間望遠鏡有多牛？
當地時間7月12日，美國國家航空航天局（NASA）正式公佈了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡拍攝的首批全綵色照片。該批影象涵蓋深空星系團、緻密星系群、瀰漫星雲以及系外行星等天文學最前沿的研究領域。
左圖和右圖分別為韋伯太空望遠鏡的近紅外相機和中紅外相機拍攝的南環星雲。
✦
星系團SMACS0723
✦
首先發布的照片為SMACS 0723星系團-深空場，由近紅外相機分波段拍攝。圖片中央區域是一個“相對較近”的遙遠星系團，距離我們大約46億光年，這意味著韋伯拍攝到的這些光發出時，太陽系才剛剛形成。
多年前，哈勃太空望遠鏡也拍攝過這個區域。雖然捕捉到了許多細節，但星系都相對較為暗淡模糊。 而此次韋伯太空望遠鏡拍攝出的第一張“深場”照片，NASA稱其為迄今為止最遙遠、最清晰的宇宙紅外影象。並且，韋伯望遠鏡拍攝這張照片，僅曝光了12。5小時。而當年哈勃望遠鏡拍攝時，前後曝光時間超過了10天。
在韋伯這張照片裡，科學家找到的最古老的一個天體，是左上角的這一團紅霧，這個星雲的亮光來自131億年前。目前公認的理論認為，宇宙起源於138億年前的大爆炸，這意味著，這個星雲是在宇宙大爆炸誕生7億年之內的嬰兒星系。
圖為韋伯太空望遠鏡拍攝的斯蒂芬五重星系。
✦
系外行星WASP-96b
✦
韋伯望遠鏡透過攜帶的近紅外成像儀和無狹縫光譜儀對WASP-96 b的大氣層進行了有史以來最詳細的近紅外透射光譜，其中明確發現大氣層之中存在水的證據。
WASP-96b是距離地球大約1150光年的一顆氣態巨行星，它位於距離地球1150光年之外的鳳凰座，質量大約為木星的一半，公轉週期只有3。4天，於2014年被發現。雖然該星已經確認為一顆半個木星質量的氣態巨行星，不可能擁有與地球類似的生命，但是韋伯望遠鏡觀察到它的部分分子光譜，有的有散射現象，這意味著行星上可能有霾的現象。
船底座大星雲
✦
南天環狀星雲
✦
南環狀星雲是位於船帆座的一個行星狀星雲，由中心的恆星死亡後向外噴發的物質形成，距離我們約2000光年。
圖片中心呈藍色的是使用近紅外相機拍攝的，而中心為紅色的則是用中紅外相機拍攝的。兩張照片，同一個目標，除了色調的區別，最明顯的，在於這個星系的中間。在近紅外照片裡，星系的中間只有一顆恆星。而在中紅外照片裡，我們看到了兩顆恆星。
此前科學家透過各種其他觀測和模型，認為南環狀星雲是一個雙星系統。但是過去一直只能拍到其中的一顆。這次藉助韋伯望遠鏡中紅外波段的觀測，直接證實了科學家的雙星理論。
韋伯望遠鏡 圖源：NASA
✦
船底座大星雲
✦
船底座大星雲，又稱NGC 3372是夜空之中最大的彌散星雲之一，比著名的獵戶座大星雲大四倍以上，距離地球7600光年。
瀰漫星雲也是恆星誕生的搖籃。本質上由稀薄氣體和塵埃構成的星雲若在重力作用下持續收縮，並最終成功激發氫聚變，一顆恆星的胚胎——原恆星由此誕生。透過對瀰漫星雲的多波段研究有助於瞭解恆星系統的誕生過程。
韋伯空間望遠鏡使用近紅外相機和中紅外相機得以穿過厚厚的迷霧，拍攝到星雲裡新生的明亮恆星。
系外行星WASP-96b光譜圖
✦
史蒂芬五重星系
✦
位於飛馬座的史蒂芬五重星系，又稱斯蒂芬五重奏。這是一個密近星系群和一個相對孤立的星系組成的五重星系。
韋伯空間望遠鏡提供的影象擁有1。5億畫素並提供了該緻密星系群的豐富細節。四個緊鄰星系相互之間的引力作用使得星系內部的氣體與塵埃被丟擲本星系，擾動後的氣體塵埃同樣也是恆星誕生的搖籃。
天文學家預計該四合星系群最終將合併為一個超星系。星系的合併過程對於未來銀河系與仙女座大星系的合併有著參考意義，星系核的合併在多數情況下也代表著兩大超大質量黑洞的合併，也是引力波研究的熱門課題。
✦
韋伯空間望遠鏡是什麼：哈勃的繼任者
✦
韋伯空間望遠鏡於2021年12月25日從法屬蓋亞那庫魯航天中心發射升空。它目前位於圍繞日地系統第二拉格朗日點的執行軌道，距地球約150萬千米。拉格朗日點指的是一個物體受太陽、地球兩大天體引力作用，能保持相對靜止的點，該位置有利於望遠鏡穩定地進行拍攝。
韋伯空間望遠鏡由美國航天局與歐洲航天局、加拿大航天局聯合研究開發，是迄今建造的最大、功能最強的空間望遠鏡，被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。其主鏡直徑6。5米，由18片巨大六邊形子鏡構成，配有5層可展開的遮陽板，總造價約100億美元。
哈勃空間望遠鏡主要在可見光和紫外波段觀測，而韋伯空間望遠鏡觀測波長範圍是600奈米至28。8微米，主要處於紅外波段。不同於紫外線和可見光，波長較長的紅外線能繞過有些塵埃，可讓望遠鏡看到隱藏在塵埃雲背後的天體。更重要的是紅外觀測有助於科學家“以更近距離看到萬物起源”。
✦
中國“天眼”與韋伯區別：型別和科學目標不同
✦
提到天文望遠鏡，或許還會想到中國“天眼”。那麼，韋伯空間望遠鏡與“天眼”的區別是什麼呢？
首先，二者的型別不同，“天眼”為地基射電望遠鏡，而韋伯為空間紅外望遠鏡。雖然都是接收電磁波，但二者工作的波段不同，“天眼”主要接收射電波，而韋伯主要接收紅外線，從工作原理來看，可以將它們形象地比為收音機和照相機。
其次，就是科學目標的區別。“天眼”的目標主要是搜尋和發現射電脈衝星，脈衝星能夠發射穩定週期性脈衝訊號。比如人類要前往銀河系外時，如果能知道宇宙中很多脈衝星的位置，就可以透過它來定位、導航。
而韋伯空間望遠鏡任務目標主要有4個方面：尋找宇宙中誕生的第一批星系；研究星系演化的各階段；觀察恆星及行星系統的形成；測定包括太陽系行星系統在內的行星系統的物理、化學性質，並研究其他行星系統存在生命的可能性。
NASA表示，韋伯望遠鏡將繼續突破天文觀測的極限，這次深空影象的釋出只是開始。研究分析這些遙遠星系的影象，有助於我們解開宇宙的歷史，追溯宇宙的起源。
正如NASA負責人所說：韋伯能看見比哈勃更遠更深邃的光，它有可能幫助我們解開138億年前，宇宙大爆炸時之初秘密。
封面新聞記者 燕磊 實習生 王婧怡 綜合報道
【如果您有新聞線索，歡迎向我們報料，一經採納有費用酬謝。報料微信關注：ihxdsb，報料QQ：3386405712】
