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“詹姆斯·韦伯”首次传回大量照片,向人类展示了宇宙深处的清晰景象

2022年08月09日 海洋宇宙

作为著名的哈勃太空望远镜的后续机型,美欧与加拿大共同开发了“詹姆斯·韦伯太空望远镜”,并于去年年底发射升空。首次公开的来自韦伯望远镜的大量观测图像向人类展示了宇宙深处令人屏息的清晰景象,并让人预感到未来将取得巨大的成果。

美国总统拜登7月11日在白宫发言并公开了照片:“这些照片让美国,尤其是让美国的孩子们想象,没有什么是我们做不到的。我们可以看到谁都没有看过的东西,去到谁都没有去过的地方”。

美国宇航局(NASA)科学任务部的托马斯·祖布肯局长称赞开发团队说:“这一刻是一个无以伦比的历史性瞬间,是数十年来不断努力和忍耐的结果。这些照片告诉人们,为了解开宇宙奥秘这一人类的共同目标,我们取得了多么巨大的成就!”

詹姆斯·韦伯太空望远镜是作为美欧1990年发射升空的哈勃望远镜的后续机型而开发的。主镜直径6.5米,远远超过哈勃的2.4米。为保持主体部分低温,安装了一个长21米、宽14米的巨大遮阳板,重6.2吨。名字以NASA第二任局长的名字命名。哈勃主要用来观测可见光,而韦伯则专门用于观测近红外线和中红外线。

詹姆斯·韦伯太空望远镜于2021年12月25日发射升空。升空后费时一个月用来展开复杂折叠的机身,并对望远镜进行微调,之后到达距离地球150万公里远、地球与太阳引力达到平衡的观测位置“拉格朗日L2点(L2)”。经过进一步调整后,NASA等按计划于7月11~12日公开了以下观测图像。这些照片合成了不同波长的红外图像,并进行了伪彩处理。

群星诞生的壮美景色——NGC3324

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NGC3324(供图:NASA、欧洲航天局、加拿大航天局、美国太空望远镜科学研究所)

距离地球7600光年的船底座η卡利纳星云,是恒星正在大量诞生的区域“NGC3324”的一部分。这张图像看起来像是一张有山有谷的风景照,也被称为宇宙悬崖。图像上部有年轻的巨大星群,从这些星群中放射出强烈的紫外线和气体,切削分子云形成山谷。

星系在跳舞?——史蒂芬五重星系

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史蒂芬五重星系(供图:NASA、欧洲航天局、加拿大航天局、美国太空望远镜科学研究所)

史蒂芬五重星系是位于飞马座的星系群。称其为五重星系只是指外观,其中四个星系距离地球2亿9000万光年,彼此之间距离很近,而中间靠左的“NGC7320”则更靠近地球,距离地球4000万光年。NASA形容史蒂芬五重星系群为“宇宙之舞”。其中四个相互靠近的星系是研究星系相互作用的重要观测对象。最上方的“NGC7319”的中心部位有一个质量为太阳2400万倍的黑洞。

走向死亡之星——南环星云

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NGC3132(供图:NASA、欧洲航天局、加拿大航天局、美国太空望远镜科学研究所)

詹姆斯·韦伯太空望远镜的两台不同波长的相机拍摄到了位于船帆座、距离地球2500光年的行星状星云“NGC3132”。其中心正在走向死亡的恒星释放气体和尘埃的样子,也被称为“南环星云”。詹姆斯·韦伯望远镜首次明确了这颗恒星被宇宙尘埃所笼罩。

引力透镜带来的宇宙史——SMACS0723

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SMACS0723(供图:NASA、欧洲航天局、加拿大航天局、美国太空望远镜科学研究所)

“SMACS0723”,是距离地球46亿光年的飞鱼座的星系团。这是拜登总统在其他照片公开之前率先公布的。位于照片中央的星系团的巨大质量产生了让光线弯曲的“引力透镜”作用,在其周围可以看到更遥远的无数星系。其中包括131亿光年的星系。照片比哈勃的图像要清晰很多。

此外,NASA还公开了距离地球1150光年的凤凰座太阳系外行星“WASP-96b”的详细大气观测数据。

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詹姆斯·韦伯太空望远镜示意图(供图:NASA)

这些照片还只是向宇宙打招呼的开始。研究人员对詹姆斯·韦伯的期望非常高。例如,将用来观测138亿年前宇宙诞生后仅2亿年后的星系和恒星,并试图解明宇宙的历史。另外,还将探索太阳系外行星上存在生命的可能性。自1990年代以来,截至7月19日已经发现了5060颗系外行星。还将调查其中与地球相似的星球,如果能检测到氧气和甲烷等有望成为生命起源的大气成分,那将是一项划时代的壮举。NASA负责人就此次的照片表示:“我们感到非常高兴。未来获得的美得令人难以置信的详细照片和观测数据,将大大影响我们对宇宙的认识,让我们拥有一个伟大的梦想。”

望远镜的复杂结构给开发带来了重重困难,詹姆斯·韦伯的发射时间比当初预定的时间推迟了14年。1990年代中期估计为5~10亿美元的开发费用最终飙升至100亿美元。一度有很多人要求停止该计划,一些研究人员等也怀疑“是否真的能成功”。

笔者之前也写过关于詹姆斯·韦伯的文章,根据外观形状将其描写为“宇宙帆船”,但随着听到人们的怀疑之声,笔者也曾觉得这是一个不知道能否成功的“妖怪望远镜”。看到此次的照片后,笔者感动地想:“他们真的做到了!”。虽然项目的推进方式有需要反省的地方,但笔者在这里还是要赞扬有关各方的坚持,并期待看到它像哈勃那样作为家喻户晓的太空望远镜大展身手。

原文:草下健夫/ Science Portal 编辑部
翻译编辑:JST客观日本编辑部

日语原文

【相关链接】
新闻发布资料「NASA Reveals Webb Telescope’s First Images of Unseen Universe」(英文)
First Images from the James Webb Space Telescope
NASA「James Webb Space Telescope」(英文)
ESA「webb」(英文)