自 2021 年 12 月 25 日成功升空后,韋布空間望遠(yuǎn)鏡(" 韋布 ")邁出的每一步都引發(fā)世界眾多媒體與讀者不同程度的關(guān)注。經(jīng)過大約半年的復(fù)雜調(diào)試,韋布進(jìn)入試運(yùn)行階段。2022 年 7 月 12 日,韋布試運(yùn)行期間獲得的成果以圖片的方式在直播中被全部公布。這些精美的圖片震撼了世界。那么,韋布到底觀測了哪些天體系統(tǒng),得到了什么重要的結(jié)果?本文將為您解答這些問題。
撰文 | 王善欽
美東時(shí)間 2022 年 7 月 12 日上午 10 時(shí) 30 分(北京時(shí)間 12 日 22 時(shí) 30 分),NASA、ESA 與 CSA 聯(lián)合直播,發(fā)布了耗資百億美元的韋布空間望遠(yuǎn)鏡(James Webb Space Telescope,以下簡稱 " 韋布 ")的第一批全彩色的照片。之所以強(qiáng)調(diào)全彩色,是因?yàn)榇饲疤煳膶W(xué)家已經(jīng)發(fā)布過幾次測試性質(zhì)的照片,但它們都是單色的。

圖:" 韋布 " 的藝術(shù)想象圖。左邊與右邊的背景分別代表深場觀測與系外行星觀測。圖源:ESA
紅外線無法用肉眼看到,所以不論單色還是全彩色都是偽色,即使用我們可以看到的顏色來描述某個(gè)波段的紅外線。本文介紹到的紅外線圖像都是偽色成像圖。
韋布于 2021 年 12 月 25 日成功升空。經(jīng)過持續(xù)半年的軌道轉(zhuǎn)移、望遠(yuǎn)鏡展開、鏡片調(diào)焦等復(fù)雜操作,韋布進(jìn)入試運(yùn)行狀態(tài)。在調(diào)試結(jié)束之后,韋布觀測了多個(gè)天體系統(tǒng)。經(jīng)過精挑細(xì)選與復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,項(xiàng)目組決定以五個(gè)天體系統(tǒng)的圖像作為第一成果對外公布。
這批照片中涉及五個(gè)截然不同的天體系統(tǒng):針對宇宙早期星系的深場觀測、太陽系外行星、行星狀星云、相互作用星系與恒星形成區(qū)。其中,深場觀測的圖在直播開始前 1 天已被提前公布,但其中的光譜圖以及另外四個(gè)天體系統(tǒng)的代表性的圖則都在直播時(shí)首次被公布。除了直播時(shí)公布的那些圖,與這些天體有關(guān)更多內(nèi)容(圖片)在韋布的官網(wǎng)上公布。 [ 1 ]
接下來,就讓我們仔細(xì)梳理韋布發(fā)布的這批珍貴的圖像中的天體的信息,并破解這些圖像背后的秘密。
韋布第一次深場
韋布首批照片中被公布的第一張是 " 韋布第一次深場 ",由韋布上面的近紅外相機(jī)獲得的數(shù)據(jù)合成而來。因?yàn)槠涮厥獾闹匾裕@得了被提前公布的特殊待遇。

韋布的第一張全彩色圖,由近紅外相機(jī)拍攝。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
所謂 " 深場 ",指的是望遠(yuǎn)鏡持續(xù)觀測夜空中的同一片區(qū)域,不斷積累天體發(fā)出的光。深場一般只針對暗淡的天區(qū),經(jīng)過長時(shí)間觀測,原本看不到的遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光被積累到足夠多,從而可以在圖像中顯現(xiàn)出來。
除了近紅外相機(jī)之外,韋布的中紅外設(shè)備(Mid-Infrared Instrument ,MIRI)也拍攝了同一片天區(qū)。相比只能探測到近紅外線的各種近紅外儀器,MIRI 可以探測到波長更長的中紅外線,因此更容易發(fā)現(xiàn)星系中的塵埃。通過研究 MIRI 得到的中紅外數(shù)據(jù),研究人員可以研究韋布深場圖中各種年齡的星系的塵埃的性質(zhì),進(jìn)而探索星系中的塵埃隨時(shí)間演化的規(guī)律。

韋布的 MIRI 拍攝的圖像(左)與近紅外相機(jī)拍攝的圖像(右)。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
韋布的這兩張深場圖被稱為 " 韋布的第一次深場 "。由此可見,這還只是開端,后面韋布還會(huì)不斷進(jìn)行深場觀測。為了便于描述,我們下面將這張圖簡稱為 " 韋布深場圖 "。韋布深場圖的正中心是一個(gè)編號(hào)為 "SMACS J0723.3-7327"(簡寫為 "SMACS 0723")的星系團(tuán),星系團(tuán)由成百上千個(gè)星系構(gòu)成。它位于飛魚座,與地球的距離是 50 億光年(1 光年為光在真空中運(yùn)動(dòng) 1 年走過的距離,約為 9.46 萬億千米)。它發(fā)出的光在宇宙中穿行了 42.4 億年才到達(dá)地球。
很多人將這張圖稱為 "SMACS 0723 星系團(tuán)的深場圖 "。實(shí)際上,這張圖的重點(diǎn)并非這個(gè)星系團(tuán),而是圖中那些五彩斑斕的美麗的小斑點(diǎn)。它們幾乎全都是宇宙早期的星系。它們形成時(shí),宇宙的年齡才 10 億年左右到幾十億年之間。它們大多數(shù)比我們的銀河系小得多,也暗得多。此外,它們離我們非常遠(yuǎn)。因?yàn)檫@些原因,這些宇宙早期的小星系幾乎無法被看到。韋布通過長時(shí)間觀測來積累它們發(fā)出的光子,最終得到了它們的圖像。近紅外相機(jī)拍攝的深場圖中的星系達(dá)到幾千個(gè)。
除了用近紅外相機(jī)與 MIRI 分別得到圖像之外,韋布上的近紅外光譜儀(Near-Infrared Spectrograph)還拍攝了圖像中的 48 個(gè)星系的光譜,從而確定出它們的 " 紅移 ",進(jìn)而得到它們的距離與它們形成時(shí)的宇宙的年齡。近紅外光譜儀有 24 萬 8 千個(gè)微型快門,可以各自獨(dú)立開關(guān),獲取不同波段的輻射,從而形成光譜。 [ 2 ] 它可以同時(shí)拍攝 150 個(gè)天體的光譜。 [ 2 ]

韋布的近紅外光譜儀拍攝的星系中的 4 個(gè)(左)以及其他的光譜特征(右)。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
上圖顯示了這 48 個(gè)星系中的 4 個(gè)。這些星系的光譜都有氫線、氧線甚至氖線,天文學(xué)家根據(jù)這些線的移動(dòng)程度計(jì)算其紅移。線往右移地越厲害的,紅移越大,所處的宇宙的年齡越年輕。左圖中的星系的被放大后放在中間。從上到下,星系分別存在于 113 億年前、126 億年前、130 億年前與 131 億年前的宇宙中。宇宙年齡約為 138 億年,因此這些星系分別存在于年齡為 25 億年、12 億年、8 億年、7 億年時(shí)的宇宙中。

韋布的近紅外光譜儀拍攝的 48 個(gè)星系中最古老的那個(gè)星系的光譜。它存在于宇宙年齡大約為 7 億年時(shí),其發(fā)出的光經(jīng)過 131 億年才到達(dá)地球。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
雖然韋布觀測到的這些星系的年輕程度并未打破此前的記錄(4 億年),但這只是韋布的第一此深場觀測。相信韋布未來執(zhí)行持續(xù)時(shí)間更久的深場觀測任務(wù)時(shí),必然會(huì)打破這個(gè)記錄,并可能探測到宇宙年齡為 2 億年時(shí)的星系。當(dāng)然,也許圖中已經(jīng)有被確認(rèn)出破了此前記錄的星系,只是未在上圖中顯示。
韋布也因此成為世界上第一個(gè)能夠確定極早期星系的化學(xué)成分的望遠(yuǎn)鏡。通過研究韋布獲得的光譜,天文學(xué)家可以測出每個(gè)星系的溫度、氣體密度與化學(xué)成分,并研究這些性質(zhì)的演化。
韋布深場圖中還有很多明顯的光弧。它們是這么產(chǎn)生的:一些遙遠(yuǎn)的星系發(fā)出的光經(jīng)過星系團(tuán) SMACS 0723 附近或內(nèi)部,受到星系團(tuán)或內(nèi)部的星系的引力作用,產(chǎn)生 " 引力透鏡 " 現(xiàn)象,從而形成這些光弧。引力透鏡效應(yīng)會(huì)放大星系的亮度幾倍到十倍以上,使一些連通常的深場模式都看不到的星系得以被看到。
引力透鏡現(xiàn)象不僅會(huì)放大天體的亮度(弱引力透鏡),還會(huì)使天體產(chǎn)生雙重像或多種像(強(qiáng)引力透鏡)。韋布上面的近紅外成像儀與無縫光譜儀(Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph,NIRISS)拍攝的光譜表明韋布深場圖中有兩條光弧是同一個(gè)星系的雙重像;NIRISS 得到的光譜還表明,該星系發(fā)出的光經(jīng)過 93 億年才到達(dá)地球。 [ 3 ]

韋布的近紅外光譜儀拍攝的兩條光弧的光譜表明它們是同一個(gè)星系的雙重像。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
除了五彩斑斕的遙遠(yuǎn)星系與光弧之外,韋布深場圖中還有一些是銀河系中的恒星與星系團(tuán) SMACS 0723 中的星系。前者很好辨認(rèn),因?yàn)樗鼈儙в忻⒔恰C⒔鞘怯捎陧f布的主鏡自身與副鏡支架的構(gòu)造導(dǎo)致的衍射而形成,這種芒角對于亮星很明顯。星系團(tuán) SMACS 0723 中的星系也比較好辨認(rèn),它們因?yàn)楸容^近,所以普遍偏大,一般用偏白的顏色表示;這些前景星系都只有 " 工具人 " 的作用(扎心了)。
韋布并非第一個(gè)執(zhí)行深場觀測的望遠(yuǎn)鏡。第一次執(zhí)行深場觀測的望遠(yuǎn)鏡是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡(以下簡稱 " 哈勃 ")。早在 1995 年,哈勃上面的 WFPC2 就執(zhí)行了 " 哈勃深場 " 項(xiàng)目,持續(xù) 12 天觀測一片非常小的黑暗區(qū)域,最終得到的舉世聞名的 " 哈勃深場圖 " 內(nèi)顯示出 3000 多個(gè)星系。
此后哈勃單獨(dú)執(zhí)行或參與執(zhí)行了多個(gè)深場項(xiàng)目,其中影響最大的是 " 哈勃超級(jí)深場 " 項(xiàng)目,其觀測區(qū)域是哈勃深場的 2 倍左右,拍攝到了 1 萬多個(gè)星系。哈勃的歷次深場觀測中觀測到的最古老的是宇宙年齡僅 4 億年就存在的星系。
系外行星的光變曲線與光譜圖
韋布第一批照片中的天體中的第二個(gè)是太陽系外的行星(簡稱 " 系外行星 ")WASP-96b。它于 2013 年 10 月被廣角行星搜索(Wide Angle Search for Planets,WASP)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn),隨后在 2014 年被公布。
這顆行星的母恒星是 WASP-96,它距離地球約 1120 光年,位于鳳凰座方向。它是一顆 G 型星,觀測研究表明,它的顏色、半徑、質(zhì)量與溫度都類似于我們的太陽,但年齡比太陽大一些。
WASP-96b 是一個(gè)氣態(tài)巨行星,類似于我們太陽系內(nèi)的木星,其質(zhì)量是木星質(zhì)量的 0.48 倍,半徑是木星半徑的 1.2 倍。與木星不同的是,它距離其母恒星非常近,距離只有 0.0453 天文單位(1 天文單位等于地球與太陽的平均距離,約 1.5 億千米),公轉(zhuǎn)周期只有 3.42526 天。由于距離母恒星太近,它上面的溫度很高。
韋布上的光譜儀 NIRISS 拍攝了它 280 個(gè)時(shí)期的光譜圖,并合成了每個(gè)時(shí)期的總亮度。每次拍攝曝光時(shí)間近 1.4 分鐘,累計(jì)消耗 6 小時(shí) 23 分 [ 4 ] 。根據(jù)這 280 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),天文學(xué)家得到 WASP-96 的亮度演化曲線(光變曲線,見下圖)。WASP-96 的亮度變化是由于被行星 WASP-96b 周期性地遮擋導(dǎo)致,當(dāng)它被行星遮擋時(shí),地球上探測到的它的亮度就會(huì)略降低;當(dāng)它不被行星遮擋時(shí),它被探測到的亮度就恢復(fù)。這種方法是探測系外行星的主要方法之一(凌星法)。

WASP-96 的光變曲線,上面的每個(gè)點(diǎn)的亮度由對應(yīng) NIRISS 在對應(yīng)時(shí)期拍攝的光譜合成。根據(jù)其亮度的突然周期性降低,可以推斷出有一顆行星圍繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)并遮擋了它的部分光。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
雖然光變曲線的凹陷程度看上去很大,但實(shí)際上這只是為了便于觀看而畫的圖。實(shí)際上,在行星遮擋 WASP-96 時(shí),后者的亮度值僅下降了 1.5%。NIRISS 非常靈敏,可以探測到 0.02% 的亮度變化。 [ 4 ]
除了拍攝恒星 WASP-96 的光譜外,NIRISS 還拍攝了行星 WASP-96b 遮擋恒星時(shí)的恒星光與行星不遮擋恒星時(shí)的星光。前者的星光經(jīng)過行星大氣后被后者吸收了一小部分,后者則不受損失。比較兩種情況下的星光,就可以得到不同波長的恒星光被行星大氣吸收的比例從 1.36% 到 1.47% 不等。 [ 5 ] 通過這些比較,就能得到系外行星大氣的透射譜。下圖為 WASP-96b 的透射譜。

NIRISS 拍攝的系外行星 WASP-96b 的光譜。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
通過不同波長的星光被吸收的比例,研究人員可以確定出行星大氣中的氣體的種類與含量,計(jì)算大氣的溫度,判斷大氣中是否含有霧等。用模型擬合韋布的 NIRISS 得到的透射光譜,研究人員初步判定:這顆行星的大氣中含有云,因此抑制了水蒸氣的含量;它的大氣中含有霧;它大氣的溫度約為 725 攝氏度。 [ 5 ]
作為對比,此前的研究認(rèn)為這顆行星的大氣中沒有云。顯然,韋布改變了這個(gè)結(jié)論;此前的研究認(rèn)為它的大氣的溫度達(dá)到 1285 K,即 1558 攝氏度,韋布得到的數(shù)值大約為這個(gè)值的一半。
行星狀星云:南環(huán)狀星云
韋布被公布的第一批照片中的第三個(gè)天體是南環(huán)狀星云 ( NGC 3132 ) 。韋布上面的近紅外相機(jī)與 MIRI 拍攝了它的圖像。南環(huán)狀星云在南天的船帆座方向,與地球的距離約 2000 光年,因?yàn)樗@示出環(huán)狀結(jié)構(gòu),因此得名,與北天的環(huán)狀星云相對應(yīng)。

韋布的近紅外相機(jī)拍攝的南環(huán)狀星云 ( NGC 3132 ) 。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
南環(huán)狀星云是一對雙星系統(tǒng)中的一顆恒星拋出物質(zhì)后形成。制造出這個(gè)星云的恒星并不是中心那顆亮星,而是在后者朝向左下的那條的星芒旁邊,勉強(qiáng)可見(如上圖)。 [ 6 ] 正是這兩顆星構(gòu)成了雙星系統(tǒng)。
星云中心的亮星在過去不斷通過對其伴星的引力作用,使后者拋出物質(zhì),使其形成了這個(gè)星云 [ 6 ] 。過去的研究已經(jīng)表明,現(xiàn)在很暗淡的那顆星在過去幾千年內(nèi)至少拋出了八次,因此這個(gè)星云也被稱為 " 八次爆發(fā)星云 "(Eight Burst nebula)。亮星還改變了伴星拋出的這些星云的形狀與結(jié)構(gòu),其強(qiáng)光還照亮了星云的空腔區(qū)域。
南環(huán)狀星云屬于 " 行星狀星云 "。但它們與行星毫無關(guān)系,只不過幾百年前的天文學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡觀測時(shí),覺得它們像行星的環(huán),因此這樣稱呼它們。一部分中低質(zhì)量恒星演化到末期就會(huì)拋出外層物質(zhì),形成行星狀星云,中心留下的致密天體慢慢演化為所謂的 " 白矮星 "。圖中勉強(qiáng)可見的那顆星,將來就會(huì)成為白矮星。
上面說的那顆勉強(qiáng)可見的恒星,在 MIRI 拍攝的中紅外圖像中卻清晰可見,如下圖中紅色表示的那個(gè)點(diǎn)。MIRI 探測到它,得益于包裹著它的塵埃。熾熱的恒星加熱了周圍的塵埃,后者因?yàn)榘l(fā)射出大量中紅外輻射,被 MIRI 探測到。由于較長時(shí)間的曝光,MIRI 也拍攝到一些遙遠(yuǎn)的星系。

圖:韋布的 MIRI 拍攝的南環(huán)狀星云 ( NGC 3132 ) 。圖源:NASA, ESA, CSA, STScI
由于較長時(shí)間的曝光,近紅外相機(jī)與 MIRI 都拍攝到眾多非常遙遠(yuǎn)的星系,這些星系作為背景點(diǎn)綴在圖像中。我們可以把這它們視為 " 不那么深 " 的深場圖。
在韋布之前,還有大量望遠(yuǎn)鏡拍攝過南環(huán)狀星云。下圖為哈勃拍攝過圖像。對比韋布拍攝的圖像與哈勃拍攝的圖像,我們可以發(fā)現(xiàn),韋布拍攝的圖像顯示出更多復(fù)雜的結(jié)構(gòu),也顯得更加不對稱。

哈勃的 WFPC2 拍攝的南環(huán)狀星云 ( NGC 3132 ) 。圖中區(qū)域的寬度約為 0.9 光年,高度約為 0.7 光年。圖源:Hubble Heritage Team ( STScI/AURA/NASA/ESA )
斯蒂芬五重奏
韋布第一批照片中的第四個(gè)天體是 " 斯蒂芬五重奏 "。韋布的近紅外相機(jī)與 MIRI 分別拍攝了它。
斯蒂芬五重奏星系位于飛馬座,由五個(gè)星系組成。這五個(gè)星系看上去是聚集在一起的,但實(shí)際上并非如此。圖中左邊那個(gè)星系(NGC 7320)與地球的距離大約是 4000 萬光年,另外 4 個(gè)星系(NGC 7317、NGC 7318A、NGC 7318B 與 NGC 7319)與我們的距離為 2.9 億光年。

由韋布的近紅外相機(jī)得到的 " 斯蒂芬五重奏 " 的數(shù)據(jù)合成的圖像。圖源:NASA, ESA, CSA, and STScI
圖中心的兩個(gè)星系分別是 NGC 7318A 與 NGC 7318B,它們正在并合過程中。另外兩個(gè)星系雖然尚未參與并合,但與其他兩個(gè)星系也產(chǎn)生了引力相互作用。其中,下方的 NGC 7317 與其他三個(gè)星系的相互作用相對弱一些,上方的 NGC 7319 與中間的兩個(gè)星系的相互作用很強(qiáng)烈,它們會(huì)在 " 不遠(yuǎn) " 的將來合并在一起。
星系的引力相互作用甚至并合,會(huì)導(dǎo)致星系內(nèi)的部分氣體與塵埃被壓縮,使它們更快合成出恒星,也使星系成為 " 星暴星系 ",這類星系的形成恒星的速度遠(yuǎn)超過普通的星系。另一方面,引力相互作用與并合還會(huì)導(dǎo)致星系內(nèi)的一些氣體、塵埃、恒星甚至星團(tuán)被拉扯出星系,形成壯觀的氣體流與 " 星流 ",這些都可以在韋布得到的圖像中被看到。
在韋布的 MIRI 拍攝的圖像(如下圖)中,氣體流與星流更加明顯。此外,MIRI 的近紅外圖像還首次揭示出這些星系中的充滿塵埃的區(qū)域。圖中的紅色表示充滿塵埃的恒星形成區(qū)以及非常遠(yuǎn)的星系,藍(lán)色點(diǎn)狀源表示被不伴隨塵埃的恒星或星團(tuán)。藍(lán)色彌散源表示包含大量碳?xì)浞肿拥膲m埃。綠色與黃色表示富含碳?xì)浞肿拥母b遠(yuǎn)的星系。 [ 7 ]

圖:由韋布的 MIRI 得到的 " 斯蒂芬五重奏 " 的數(shù)據(jù)合成的圖像。圖源:NASA, ESA, CSA, and STScI
MIRI 還觀測到 NGC 7319(圖頂端的星系)核心區(qū)域的大量紅外線。它們是大量塵埃發(fā)射出來的。NGC 7319 是一個(gè)活動(dòng)星系,其核心為活動(dòng)星系核,核心內(nèi)部為一個(gè)黑洞,其質(zhì)量是太陽質(zhì)量的 2400 萬倍。 [ 7 ] 活動(dòng)星系核的黑洞周圍包裹著大量的氣體與塵埃,它們發(fā)出大量多波段輻射,并不斷被黑洞所俘獲、吞噬。MIRI 觀測到的塵埃發(fā)出的紅外輻射,為人們限制 NGC 7319 的塵埃性質(zhì)提供了重要的信息。
研究星系的并合與相互作用,自身具有重要的意義。而早期宇宙中的星系更加擁擠,并合與相互作用更常見。對這類現(xiàn)象的研究,對于研究早期宇宙中的星系的并合與相互作用、星系的演化也都有重要的意義。
由于曝光時(shí)間較長,近紅外相機(jī)與 MIRI 得到的斯蒂芬五重奏的圖像中也都顯示出大量遙遠(yuǎn)的星系。它們也可以被視為 " 不那么深 " 的深場圖。
船底座星云
韋布第一批照片中的天體中的第五個(gè)(也是最后一個(gè))是船底座星云。船底座星云位于船底座方向、距離地球大約 7500 或 7600 光年。它是銀河系中最大的恒星形成區(qū),其寬度達(dá)到 460 光年,里面正在孕育大量恒星。韋布上面的近紅外相機(jī)拍攝了它的西北角區(qū)域,該區(qū)域的編號(hào)為 NGC 3324。
在這幅圖中,大量的恒星正在內(nèi)部形成,有的發(fā)出了噴流。已經(jīng)形成的熾熱的大質(zhì)量恒星持續(xù)發(fā)射出的強(qiáng)烈的星風(fēng)與紫外線,它們驅(qū)散了周圍的星云,重塑了星云的形態(tài),使其形成峭壁溝壑一般的壯觀圖像。這些 " 山 " 與 " 谷 " 的大小卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球上的山。

由韋布的近紅外相機(jī)的數(shù)據(jù)合成的 NGC 3324 的全彩圖。圖源:NASA, ESA, CSA, and STScI
為了感受這張圖的特殊指出,我們可以將此前由哈勃的 ACS 與 WFPC2 采集到的同一區(qū)域的可見光數(shù)據(jù)合成的圖像(如下圖)進(jìn)行對比。

由哈勃的 ACS 與 WFPC2 得到的 NGC 3324 的可見光數(shù)據(jù)合成的圖。圖中綠色表示氫發(fā)出的光,紅色表示硫發(fā)出的光,藍(lán)色表示氧發(fā)出的光。圖源:NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team ( STScI/AURA )
對比韋布與哈勃得到的圖,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),在同樣的區(qū)域內(nèi),韋布的圖出現(xiàn)了更多閃亮的星星。這些星星都是正在形成中的恒星,它們發(fā)出的可見光被塵埃與氣體吸收,后者將吸收到的輻射以紅外線的形式重新發(fā)射出來。因此觀測可見光的望遠(yuǎn)鏡很難發(fā)現(xiàn)躲在塵埃與氣體里面的新恒星,但觀測紅外線的望遠(yuǎn)鏡卻可以通過紅外線探測,捕捉到里面隱藏的恒星。
哈勃的 ACS 與 WFPC2 觀測的主要范圍是可見光,因此無法探測到大量新恒星。而韋布的近紅外相機(jī)的觀測波長以近紅外為主,因此可以探測到里面的大量新恒星。不過,要注意的是,哈勃的一些儀器(如 NICMOS 與 WFC3)也具備觀測紅外線的功能,只是其觀測的波長的極限在 2 微米左右,短于韋布的近紅外相機(jī)的觀測波長極限,更遠(yuǎn)短于韋布的 MIRI 的觀測波長極限。這使得韋布在觀測一些富含塵埃的對象時(shí)具有很大的優(yōu)勢。
一個(gè)完美的開端,一個(gè)輝煌的未來
韋布發(fā)布的這些精美的圖像為韋布的開場考試交了一份滿分卷。韋布是一個(gè)折疊式空間望遠(yuǎn)鏡,且必須發(fā)送到距離地球 100 多萬千米的地方觀測。為了能夠確保其不出意外,項(xiàng)目組的天文學(xué)家與工程師們奮斗了整整 25 年。
在這 25 年間,它的發(fā)射日期被一次次被推遲,預(yù)算一路高漲到 100 億美元,只因?yàn)樗鼪]有第二次機(jī)會(huì)。從它發(fā)射到展開、抵達(dá)預(yù)定軌道、調(diào)試各種儀器、微調(diào)對焦,幾百個(gè)操作都順利完成,最終它在試運(yùn)行期間就獲得了如此高品質(zhì)的圖像。
將來韋布將立即執(zhí)行其正式觀測任務(wù),由于其發(fā)射過程非常順利,變軌等過程消耗的燃料較少等原因,它可以在太空中執(zhí)行 20 年觀測任務(wù),大大超出了此前預(yù)期的 5-10 年的觀測時(shí)限。
我們祝賀韋布的這個(gè)完美開端,并預(yù)祝其在未來創(chuàng)造出不勝枚舉的輝煌成果,幫助人類破解宇宙與星球的核心秘密。
轉(zhuǎn)載請注明:百億美元投資獲回報(bào):韋布空間望遠(yuǎn)鏡的第一批照片有多強(qiáng)? | 快導(dǎo)航網(wǎng)