JWST 韋伯太空望遠(yuǎn)鏡第一批影像分布的位置 _太空望遠(yuǎn)鏡

韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）第一批影像分布的位置
（）據(jù)臺北市立天文科學(xué)教育館網(wǎng)站（編譯林琦峰）：期待已久，韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）拍攝的第一批圖像終于在7月12日公諸于世，這公認(rèn)是有史以來最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡所拍攝，最詳細(xì)的影像。這些影像包含船底座星云（Carina Nebula）、南環(huán)狀星云（Southern Ring）、史帝芬五重奏（Stephans Quintet）、系外行星WASP-96b及由數(shù)以千計(jì)的星系與SMACS 0723重力透鏡效應(yīng)構(gòu)成的深空影像。
為了讓大眾更了解JWST第一批拍攝影像的相關(guān)位置，美國太空總署噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的太陽系大使東尼．萊斯（Tony Rice）制作一張星空地圖，清楚標(biāo)示了這五個(gè)天體的相對位置。
萊斯以歐洲太空總署蓋亞天文臺于2018年拍攝的銀河系影像為背景，并將藝術(shù)家所所畫的系外行星（WASP-96b）想像圖，以及由哈伯太空望遠(yuǎn)鏡所拍攝的影像合成了這張星空地圖。萊斯說: JWST所拍攝的影像將可以呈現(xiàn)出更多細(xì)節(jié) 。
的確，本文比照萊斯所繪制的星空地圖，并將 JWST所拍攝的船底座星云（Carina Nebula）、南環(huán)狀星云（Southern Ring）、史帝芬五重奏（Stephans Quintet）、系外行星WASP-96b大氣光譜及深空天體（SMACS 0723）等影像，重新合成了一張符合 JWST Style 的星空地圖。
相關(guān)報(bào)道：全面運(yùn)行的詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡有望揭示宇宙最早的星系
（）據(jù)新浪科技：從遙遠(yuǎn)的陌生星系中，我們可以窺見宇宙的過去。美國國家航空航天局（NASA）新近發(fā)射的紅外線空間望遠(yuǎn)鏡，將成為我們探索宇宙深處的“導(dǎo)游” 。7月11日，美國總統(tǒng)拜登在白宮公布了詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡（常縮寫為JWST或Webb，以下簡稱韋布望遠(yuǎn)鏡）拍攝的第一張官方照片。
這是一張清晰度令人震驚的全彩色圖像，也是有史以來拍攝的最遙遠(yuǎn)的深空宇宙圖像。未來詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡還將進(jìn)行更多的時(shí)間旅行，科學(xué)家們希望這臺望遠(yuǎn)鏡能讓我們看到宇宙中最早的一些星系。
“看到宇宙最初4億年時(shí)的景象，我感到非常興奮。此前我們還沒有看到任何東西顯示它當(dāng)時(shí)是什么樣子的，我們將用韋布望遠(yuǎn)鏡第一次看到它。”美國太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的天文學(xué)家丹·科（Dan Coe）說，“我們還將看到早期宇宙中的星系是什么樣子的。”太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所位于巴爾的摩市的約翰·霍普金斯大學(xué)，是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡和羅曼空間望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)控制中心。
20多年前，當(dāng)科學(xué)家們著手開發(fā)韋布望遠(yuǎn)鏡時(shí)，這項(xiàng)任務(wù)的主要目標(biāo)之一就是觀測宇宙中最早的星系。這些星系如此遙遠(yuǎn)，以至于它們發(fā)出的光需要數(shù)十億年才能到達(dá)地球；它們是早期宇宙的遺跡——在我們看來，這些遙遠(yuǎn)星系的光第一次到達(dá)地球時(shí)，就保存了它們在宇宙誕生不久時(shí)的樣子。沒有人確切知道這些遺跡意味著什么，而韋布望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們迫不及待地想要找到答案。
憑借令人難以置信的靈敏度和在紅外光下的視覺能力，韋布望遠(yuǎn)鏡將第一次揭示這些星系的“真面目” 。想象一下數(shù)十億年前的宇宙，當(dāng)光線從恒星中流出并開始穿越空間時(shí)，宇宙開始逐漸在這些恒星周圍膨脹，最終導(dǎo)致地球與任何指定的恒星的距離都比億萬年前遠(yuǎn)得多。當(dāng)一顆恒星離我們越來越遠(yuǎn)時(shí)，它發(fā)出的光的波形就會像彈簧一樣伸展，波長增加，這種現(xiàn)象被天文學(xué)家稱為“紅移”：人類肉眼所看到的藍(lán)光會延伸至更紅的光，而可見光波長則延伸至紅外光波長。
我們看不見紅外光，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也看不見，因?yàn)樗荒苡^測到可見光和紫外線。相比之下，韋布望遠(yuǎn)鏡能夠看到已經(jīng)紅移到紅外線波長的古老星光。韋布望遠(yuǎn)鏡比哈勃望遠(yuǎn)鏡更大，靈敏度也更高，這使其能夠探測到極其微弱的光線，從而更適合研究最遙遠(yuǎn)的星系。“（韋布望遠(yuǎn)鏡探測的）波長更長，我們就可以看到比哈勃望遠(yuǎn)鏡所探測的更早之前的東西，從而看到更久遠(yuǎn)之前，”丹·科說， “我們也能夠看到這些早期星系的全貌。”
韋布望遠(yuǎn)鏡的新圖像將包含這些古老星系的真實(shí)模樣。科學(xué)家認(rèn)為，最早的星系可能比現(xiàn)代星系要小得多，也更混亂。小而無組織的星團(tuán)會合并形成更復(fù)雜的形態(tài)，比如螺旋形的銀河系。該理論認(rèn)為，這樣的碰撞也可能導(dǎo)致新恒星的誕生。
“當(dāng)星系碰撞時(shí)，它們不是砰的一聲相撞，而是更像攪動，”韋布望遠(yuǎn)鏡的高級項(xiàng)目科學(xué)家喬納森·加德納（Jonathan Gardner）在6月底舉行的一次媒體活動中說， “因?yàn)樾窍荡蟛糠钟煽諢o一物的空間構(gòu)成，恒星本身很少相互碰撞。但其中的氣體確實(shí)會發(fā)生碰撞，并引發(fā)大量的恒星形成，在最終合并的星系中形成下一代恒星。”
在韋布望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行的第一年，與其相關(guān)的多個(gè)研究項(xiàng)目將聚焦于早期恒星和星系上。丹·科正領(lǐng)導(dǎo)著其中的兩個(gè)項(xiàng)目，一個(gè)專注于哈勃望遠(yuǎn)鏡所發(fā)現(xiàn)的最遙遠(yuǎn)的星系之一，另一個(gè)則專注于迄今為止已觀測到的最遙遠(yuǎn)個(gè)體恒星——埃蘭迪爾（Earendel，在古英語中意為“晨星”）。
埃蘭迪爾又稱為WHL0137-LS恒星，在2022年3月30日由NASA宣布發(fā)現(xiàn) ，此前哈勃太空望遠(yuǎn)鏡曾分別在2016年6月7日、7月17日和2019年11月4日、11月27日對其進(jìn)行了拍攝。天文學(xué)家之所以能發(fā)現(xiàn)這顆恒星及其星系，是因?yàn)槠湔胺叫窍祱F(tuán)引發(fā)了所謂的引力透鏡效應(yīng)，放大了來自該恒星的光。引力透鏡是指質(zhì)量極大的物體（比如星系團(tuán)）的引力會扭曲其背后物體發(fā)出的光，使光彎曲并放大。事實(shí)上，科學(xué)家們已經(jīng)通過引力透鏡效應(yīng)增強(qiáng)了韋布望遠(yuǎn)鏡的探測能力，在其第一張深場彩色圖像中，就展示了引力透鏡對部分星系圖像的扭曲效應(yīng) 。
其他多個(gè)研究項(xiàng)目也將關(guān)注早期星系，包括韋布望遠(yuǎn)鏡“早期發(fā)布科學(xué)計(jì)劃”（Early Release Science initiative）涉及的若干星系。該項(xiàng)目將在韋布望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行的前5個(gè)月中快速公布數(shù)據(jù)，使科學(xué)家們可以學(xué)習(xí)如何更有效地使用該望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù) 。從一個(gè)研究星系演化的項(xiàng)目，到一個(gè)專注于合并星系的項(xiàng)目，韋布望遠(yuǎn)鏡將與世界各地的科學(xué)家們分享宇宙最早星系的數(shù)據(jù)，深入探索這些形成于宇宙誕生之初的星系。
丹·科表示，他已經(jīng)看到了一些早期的觀測結(jié)果，而對于未來更深入的探索，他已經(jīng)迫不及待。“我真的很興奮能看到這些觀測中看到的結(jié)果，”他說， “我已經(jīng)看到了一些最初的數(shù)據(jù)，一定會讓你大吃一驚。”