一片星光熠熠的景象。垂死恆星的藍色和橙色泡沫景象。五個星系在宇宙舞蹈中。週二,美國宇航局強大的新望遠鏡發布了一批新圖像,宇宙的光彩熠熠生輝。
耗資 100 億美元的詹姆斯韋伯太空望遠鏡於週一在白宮揭幕,我們首先看到了第一張照片——一堆遙遠的星系,它們比人類所見過的更深入宇宙。
週二的發布顯示了其他望遠鏡所看到的部分宇宙。但韋伯的強大力量、遠離地球的位置以及紅外光譜的使用以新的視角展示了它們。
「這是美麗的,也是故事,」美國宇航局高級韋伯科學家、諾貝爾獎得主約翰·馬瑟在揭曉後說道。 “這是一個關於我們從哪裡來的故事。”
他說,他對這些影像看得越多,就越相信在這數千顆恆星和數百個星系的其他地方存在著生命。
透過韋伯,科學家希望能夠一睹 137 億年前形成的第一批恆星和星系發出的光,距離宇宙創造大爆炸僅 1 億年。該望遠鏡還將掃描外星世界的大氣層,尋找可能的生命跡象。
美國宇航局局長比爾·尼爾森週二表示:「每張圖像都是新發現,每張圖像都將讓人類看到我們以前從未見過的人性。」他對展示「恆星形成、吞噬黑洞」的圖像讚不絕口。
韋伯對紅外光譜的使用使望遠鏡能夠透過宇宙塵埃並“看到來自宇宙角落的遙遠光線”,他說。
「我們確實改變了對宇宙的理解,」歐洲太空總署局長約瑟夫·阿施巴赫說。
歐洲和加拿大太空總署與美國太空總署一起建造了這台強大的望遠鏡。
週一在一次簡短的白宮活動期間發布的第一張「深場」影像充滿了無數的恆星,前景中有巨大的星系,還有微弱且極其遙遠的星系從各處窺視。
這張照片顯示的是 SMACS 0723——南半球飛魚座的一個星系團——該星系團距離我們約 46 億光年。
影像的一部分是大爆炸後不久發出的光,據估計,大爆炸發生在 138 億年前。
喬·拜登總統對這張照片感到驚嘆,他說這張照片顯示了「宇宙歷史上有記錄的最古老的光,來自超過 130 億年——讓我再說一遍——130 億年前。很難理解」。
美國宇航局局長表示,這張繁忙的圖像上有數百個白色、黃色、橙色和紅色的斑點、條紋、螺旋和漩渦——光線穿過遙遠的距離到達望遠鏡時的引力扭曲效應——只是“宇宙中的一個小斑點」比爾·納爾遜說。
「我們今天看到的是早期宇宙,」哈佛大學天文學家迪米塔·薩塞洛夫在揭曉後接受電話採訪時說道。
恆星苗圃與宇宙之舞
週二還有更多消息:
— 南環星雲,有時被稱為「八爆發」:影像顯示一顆垂死的恆星,其邊緣有逸出氣體的泡沫。
— 船底座星雲,天空中明亮的恆星苗圃之一,距離我們約 7,600 光年。其中一個景色是令人驚嘆的橙色懸崖景觀。
— Stephan 的 Quinet,五個星系在宇宙之舞中首次出現於 225 年前的飛馬座。它包括一個黑洞,科學家稱該黑洞顯示出物質「被這種宇宙怪物吞噬」。
— 一顆名為 WASP-96b 的巨大行星。它的大小與土星差不多,距離我們 1,150 光年。它是一顆氣態行星,不是其他地方存在生命的候選者,但卻是天文學家的主要目標。望遠鏡沒有使用影像,而是使用紅外線探測器來觀察行星大氣層的化學成分。它顯示了超熱行星大氣中的水蒸氣,甚至發現了氖的化學光譜。
這些影像是在美國太空總署戈達德太空中心的活動中一一發布的,其中包括啦啦隊的彩球,其顏色與望遠鏡金色鏡子的顏色相同。
“它讓你感動。這真是太美了,」美國太空總署科學任務負責人托馬斯·祖布欽 (Thomas Zurbuchen) 在活動結束後說道。 「大自然是美麗的。對我來說,這就是美」。
什麼是韋伯望遠鏡?
詹姆斯韋伯太空望遠鏡是一種革命性的儀器,旨在透過宇宙看到宇宙的黎明。
韋伯主要在紅外光譜中觀察其對象,其靈敏度比其 30 年前的哈伯太空望遠鏡敏感約 100 倍,哈伯太空望遠鏡距離地球 547 公里,主要在光學和紫外線波長下運行。
哈伯望遠鏡的觀測歷史可以追溯到 134 億年前。它在 2016 年發現了一個極其明亮星系的光波特徵。
天文學家以光年為單位來測量它們所能看到的距離,一光年為 9.3 兆公里——光在一個地球年中所走過的距離。
韋伯的副計畫科學家喬納森·加德納(Jonathan Gardner) 表示:「韋伯可以透過尋找距離如此遙遠的星系來回溯大爆炸之後的時間,以至於光線需要數十億年才能從這些星係到達我們的望遠鏡。
韋伯主鏡(由18 個鍍金鈹金屬六角形部分組成的陣列)具有更大的集光錶面,使其能夠觀察更遠距離的物體,從而比哈伯或任何其他望遠鏡追溯到更遠的時間。
其紅外線靈敏度使其能夠檢測到被灰塵和氣體隱藏在可見光譜中的光源。
總而言之,這些特徵預計將改變天文學,讓我們第一次看到大爆炸後僅 1 億年的嬰兒星系,大爆炸是大約 138 億年前導致已知宇宙膨脹的理論爆發點。
韋伯的儀器也使其成為理想的選擇,可以在數十個新記錄的繞遙遠恆星運行的行星周圍尋找潛在的支持生命的大氣層的跡象,並觀察離地球更近的世界,例如火星和土星的冰衛星泰坦。
韋伯的鍍金花形鏡子高 6.4 米,是迄今為止送入太空的最大、最靈敏的鏡子。
它由 18 個部分組成,其中一個部分在 5 月被一顆比預期更大的微流星體撞擊。之前四次微流星體撞擊鏡子的規模較小。據美國宇航局稱,儘管受到影響,該望遠鏡仍繼續超出任務要求,幾乎沒有任何資料遺失。
大學學院天文物理學教授理查艾利斯說:「我現在真的很興奮,因為這一巨大的進展預示著許多像我這樣的天文學家將獲得終極獎:精確定位宇宙黎明——宇宙第一次沐浴在星光的時刻。
距離地球160萬公里的停車位
這座耗資 89.3 億歐元的紅外線望遠鏡是有史以來被送到太空的最大、最複雜的天文觀測站,於聖誕節從南美洲東北海岸的法屬圭亞那發射升空。
一個月後,這台重達 6,350 公斤的儀器到達了太陽軌道上的引力停車點,與地球一起繞著太陽運行,距離地球近 160 萬公里。
然後,漫長的過程開始對準鏡子,讓紅外線探測器足夠冷來操作和校準科學儀器,所有這些都受到網球場大小的遮陽罩的保護,使望遠鏡保持涼爽。
該計劃是利用望遠鏡回溯遠方,讓科學家一睹大約 137 億年前宇宙的早期,並以更清晰的焦點放大更近的宇宙物體,甚至是我們自己的太陽系。
第一批照片花了數週時間從原始望遠鏡資料中處理出來,讓人們對韋伯在未來的科學任務中捕捉到的內容有了令人信服的了解。
隨著韋伯現在的精心調整和全神貫注,天文學家將著手進行一系列經過競爭挑選的科學項目,探索星系的演化、恆星的生命週期、遙遠系外行星的大氣層和外太陽系的衛星。
除了韋伯望遠鏡已經準備好的大量研究之外,該望遠鏡最具革命性的發現可能被證明是那些尚未預料到的發現。
哈伯透過對遙遠的超新星的觀測,令人驚訝地發現宇宙的膨脹正在加速而不是減慢,這開闢了天體物理學的新領域,致力於研究科學家稱為暗能量的神秘現象。