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詹姆斯·韦伯太空望远镜:NASA公布了哪些宇宙震撼图片?

2022-07-13 |作者:乔纳森·阿莫斯 | 来源:BBC中文网

  • 乔纳森·阿莫斯(Jonathan Amos)
  • BBC科学事务记者
 
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詹姆斯·韦伯望远镜上的中红外仪器(MIRI)拍下了“斯蒂芬五重星系”(Stephan’s Quintet)照片。图像来源,NASA/ESA/CSA/STSCI

 

美国宇航局(NASA;美国太空总署)价值100亿美元的最新太空望远镜拍下了“恒星托儿所”与“宇宙之舞”的震撼影像。

詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜被称为知名的哈勃(Hubble)望远镜的继承者。它拍摄的首批全彩色宇宙照片公诸于世。

美国总统拜登(Joe Biden)星期一(7月11日)公布了一张显示极远距离星系的照片作为预告。

参与此项目的科学家正跟进其他照片,以验证韦伯望远镜的广泛用途。

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这台新望远镜被特别调校,可以用红外线观测天空——那是人类肉眼能感应得到但波长较长的光束。

这让新望远镜比上一代更有能力望向宇宙深处,从而探测到更远古的事件——即超过135亿年以前。

天文学家预料还将利用新望远镜上更为先进的技术,来研究遥远星体的大气层,以期探测到生命迹象。

参与领导研究韦伯望远镜上四组红外仪器之一的英国专家吉莉安·赖特教授(Prof Gillian Wright)说,首批照片只属初试啼声,陆续有来。

她说:“每当你用崭新方法来看星空,你总会看到让你意想不到的事物。”

身兼英国天文学技术中心主任的赖特教授对BBC说:“这些新数据非常好,质量很好,而且只花了几个小时观测便得到了——这说明你想要发现的都在那,就等你去发现。”

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SMACS 0723星系

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这些银河系的光束经历了数十亿光年才能来到我们面前。图像来源,NASA/ESA/CSA/STSCI

 

SMACS 0723是一个巨大的星系团,其质量好到能够使星系团折射并放大来自更远地方的光束,被天文学家称为“引力透镜”(gravitational lens)。从哪里都能看见其红色弧形结构——那是重点:就是一个星系。这不但是来自远方,更来自更加远古时期。

部分弧形的光束花了130亿年才传送到我们面前。这里还有一件怪事,照片两边出现的部分弧形其实是同一个物体,它们的光束以多于一条线路穿越SMACS 0723星体群。

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南环星云(The Southern Ring)

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分别以近红外(Near-infrared;左)和中红外(Mid-infrared;右)拍摄的南环星云照片。图像来源,NASA/ESA/CSA/STSCI

 

你大概会在那些有关哈勃望远镜所拍摄图像的桌边书(coffee table books)里面看过差不多的照片。南环星云,或称“八裂星云”,是个巨型的气体与尘埃球体,中间由一颗正在衰败的星体照亮。随着星体老化,它们改变自身产生能量的方式,并排斥其外层。

当星体再次变得炽热,便会燃烧它此前排出的所有物质。

南环星云直径将近半个光年,位于地球外约2000光年处。这种星群被称为“行星状星云”(planetary nebula),但其实与星球无关。那是早期望远镜观星者因解析度不足,进而用词不当所致。韦伯望远镜试图观测星体如何诞生,同样也希望观测星体如何衰亡。

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斯蒂芬五重星系(Stephan’s Quintet)

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斯蒂芬五重星系照片:左为韦伯望远镜所摄,右为哈勃望远镜所摄。图像来源,NASA/ESA/CSA/STSCL

 

斯蒂芬五重星系位于大约在2.9亿光年外的飞马座(Pegasus),是首个被人类发现的星系团。星系群内五个星系中,有四个被困在重复靠近彼此的“宇宙之舞”当中。

这张由韦伯望远镜所拍摄的照片,看上去跟由哈勃望远镜所拍摄的分别不大。但新望远镜的红外线敏感度更高,能捕捉各种特征供天文学家研究。这是一个重大盼望——韦伯望远镜能与哈勃望远镜同时运作。它们各有所长,对比两者照片,可给科学家的研究提供新维度。

我们不知道哈勃望远镜还能工作多久,它已有32年历史,容易故障。但负责照顾这匹“老战马”的美国宇航局官员才刚递交新的五年预算。祝大家好运。

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船底座星云(Carina Nebula)

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图像来源,NASA/ESA/CSA/STSCI

船底座星云是哈勃望远镜的典型目标,而这张韦伯望远镜版本的照片呈现了与众不同的面貌。

船底座是天空上数一数二庞大而又明亮的星云,距离地球约7600光年。船底座是“恒星托儿所”,是一团庞大的气体和灰尘,新的星体会在此诞生。

不过在这张韦伯望远镜的照片中,我们不怎么能看到星体,只有气体和灰尘。天文学家把这称为“宇宙礁”(cosmic reef),是一种分界线,底层是灰尘,上层是气体。

韦伯望远镜的关键科学目标之一,是要研究星体如何形成,而船底座是进行此研究的上佳地点。

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