詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）

望遠鏡是人類突破自身極限觀察宇宙的強勁探索工具。早在 1990 年大名鼎鼎的哈勃空間望遠鏡離開大氣層之前，科學家們就已經開始思考應該用什么樣的設備來做它的 " 接班人 "。

哈勃 " 看 " 的主要是紫外線和可見光，兼具一定觀測較短波長近紅外光的能力。但宇宙自 138 億年前大爆炸以來，一直在膨脹。面對宇宙 " 黑暗時期 "，也就是第一代發光天體形成的時期，人類需要一架對紅外波段非常敏感的望遠鏡。承載了人類探索宇宙未來的下一代空間望遠鏡，韋布空間望遠鏡應運而生?！玖私飧?JWST：絕不只是哈勃 2.0】

左側：主鏡直徑 6.5m 的韋布空間望遠鏡；右側：哈勃空間望遠鏡，主鏡直徑 2.4m

探索的路上從未有坦途，望遠鏡歷經二十五載，耗費超一百億美元，原定于 2007 年發射，經歷 16 次推遲，被廣大網友戲稱為 " 鴿王 "。直到2021 年 12 月 25 日，這架號稱人類有史以來最強大的太空望遠鏡——詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）終于啟程飛向宇宙，前往距離地球的背陽面約 150 萬千米，被稱為 L2 點的日地系統引力平衡點?！玖私飧?二十五載終起航 | 詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡的星辰大?！俊纠窭嗜拯c | 空間望遠鏡們的理想鄉】

韋布空間望遠鏡軌跡圖。／Steve Sabia/NASA Goddard

十八面子鏡緩緩展開，在黑暗宇宙中 " 綻放 " 成直徑 6.5 米的巨大金色 " 花朵 "。韋布能否承載人們的殷殷期待？我們終于能憑借 " 韋布 " 之眼，見證宇宙 " 被點亮 " 的一刻嗎？

韋布空間望遠鏡主鏡。／NASA

經過幾個月的調試和校準，詹姆斯 · 韋布望遠鏡（JWST）于昨晚交出了自己的首批五張高分辨率全彩科學圖像。五張照片對應了五種不同的天體系統：宇宙早期的深場觀測、遙遠的系外行星世界、恒星誕生的形成區和恒星死亡產生的行星狀星云，以及相互作用的星系群。

讓我們一起來看看這五張宇宙奇景。

一 / 宇宙小時候

—— 韋布第一深場

詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡（JWST）拍攝的第一張紅外圖像，畫面中是引力透鏡下的 SMACS 0723 星系團。／NASA, ESA, CSA, STScI

7 月 11 日晚，韋布的第一張照片美國白宮由總統拜登提前曝光首發。畫面中是距離地球 46 億光年，位于飛魚星座南部的SMACS 0723 星系團，揭示了迄今為止最清晰的早期宇宙圖像，被稱為韋布第一深場，由韋布近紅外相機 ( NIRCam ) 拍攝，多波段圖像合成。

韋布近紅外光譜儀拍攝的 48 個星系中最古老的星系的光譜，當時宇宙年齡大約為 7 億年。／NASA, ESA, CSA, STScI

質量巨大的 SMACS 0723 星系團包含了成百上千個星系，它們形成的" 引力透鏡 " 彎曲了身后更遙遠的星系光線，從而形成了宇宙放大效應。這片沙粒大小的天區，是浩瀚宇宙的一小部分。藍色、橙色、白色，數以千計的星系，還有一些人們能觀測到的最遙遠、最暗弱的天體充滿了畫面，令人驚嘆。哈佛大學天文學教授 Avi Loeb 解釋說，" 圖中淡紅色的弧線是古老的星系，而淺色的圓圈和橢圓則是較年輕的星系團。"

韋布深場與哈勃深場畫面對比。

這幅深場圖像可以追溯到 130 億年前，宇宙大爆炸后 4 億年左右。雖然離人類目前的觀測極限——大爆炸后的 3.3 億年還有些許距離，但這畢竟只是韋布的第一張深場照片，韋布僅用 12.5 小時就完成了這張合成拍攝，遠遠超過了前輩哈勃空間望遠鏡用數周所能達到的程度。

憑借巨大的主鏡，出色的靈敏度與分辨率，廣泛的波長范圍，非凡的性能，韋布望遠鏡能夠透過宇宙中的灰塵和氣體進行觀測，相信打破人類現有的觀測記錄只是時間早晚的問題。

二 / 恒星的誕生

—— " 恒星育兒所 "NGC 3324

詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡（JWST）拍攝的 NGC 3324。／NASA, ESA, CSA, STScI

位于南天船底座的船底座星云（Carina Nebula）是銀河系人馬臂內距離我們 7600 光年的巨大發射星云，比獵戶座大星云還要大四倍，是地球上少數肉眼可見的大星云，星云內孕育著一眾大質量恒星，是名副其實的 " 恒星育兒所 "。

圖像中是船底座西北角NGC 3324 的年輕恒星形成區域的邊緣，年輕而熾熱的超大質量恒星吹出強烈紫外線輻射和恒星風，氣體與塵埃勾畫出一幅 " 宇宙峭壁 "， " 山谷 " 間點綴著閃閃發光的新生恒星。

哈勃拍攝的可見光數據合成的 NGC 3324。／NASA

可見光下，許多正在形成中的恒星發出的光被塵埃與氣體遮蔽吸收，后者又將吸收到的輻射以紅外線的形式重新發射。韋布的近紅外相機可以通過紅外線探測，穿透塵埃捕捉到里面隱藏的恒星，揭露這一隱秘的區域，為恒星的形成提供了新的觀察視角。

三 / 恒星之死

—— 恒星末期的行星狀星云

韋伯近紅外相機 ( NIRCam ) 拍攝的圖像中，星星和它們的光層非常突出；韋布中紅外儀 ( MIRI ) 拍攝的圖像則顯示了中心還有一顆被塵埃包圍的恒星。／NASA, ESA, CSA, STScI

位于船帆座的南環星云（Southern Ring Nebula），距離地球約 2500 光年，是一個環繞垂死恒星的行星狀星云，恒星死亡時噴發的氣體和塵埃物質形成了環狀結構的氣體云，圖像由韋布的近紅外相機 ( NIRCam ) 與中紅外儀器 MIRI 拍攝。

它中心的雙星系統在中紅外儀 ( MIRI ) 的拍攝下得以從塵埃中顯形。如同死亡瞬間的慢放，行星狀星云通常會存在數萬年，幾千年后，這些氣體和塵埃層將消散到周圍的空間中，甚至穿越太空，成為其他新生恒星或行星的一部分。

四 / 尋找地球 2.0

—— 解析系外行星的大氣層

系外行星 WASP-96 b 大氣光譜圖。／NASA, ESA, CSA, STScI

這張紅外光譜屬于一顆編號為WASP-96b的太陽系外行星。這顆氣態巨行星距離地球約 1150 光年，形似木星，質量大約是木星的一半，距中央恒星非常近，公轉周期僅 3.4 個地球日，表面溫度非常高。

雖然不是絢麗的宇宙影像圖，但從這張大氣光譜分析圖中我們可以看到水蒸氣的標記。韋布望遠鏡驚人的精確度能夠識別遙遠行星大氣中的分子，獲知它的組成、溫度與垂直結構等詳細的信息。不過 WASP-96b 上恐怕很難孕育生命，因為它離恒星太近，溫度太高。

走近遙遠的外星世界，我們能在其中找到生命可能存在的跡象嗎？

五 / 宇宙星系群舞

—— 斯蒂芬五重星系

韋布拍攝的斯蒂芬五重星系。 ／NASA, ESA, CSA, STScI。

斯蒂芬五重奏星系（Stephan ’ s Quintet）是一個位于飛馬座的星系群。它們距離地球約 2.9 億光年，1877 年由法國天文學家 E · 斯蒂芬發現，是有史以來發現的第一個致密星系群。雖然它看上去由五個星系構成，但實際上真正接近的只有其中四個，在引力的相互作用下，它們正在合并，并終將融為一體。這幅 " 宇宙群舞 " 大片也是韋布目前為止拍下的最大圖像，全圖超過 1.5 億像素，由近 1000 個獨立圖像文件構成。照片中還包含著銀河系內的恒星以及更遠的百億光年外的星系。

憑借強大的紅外能力和極高的空間分辨率，韋布展示了這個星系群中前所未聞的細節，給天文學家們提供了研究星系合并與相互作用的絕佳資料，并幫助我們了解超大質量黑洞進食狀態以及生長速度。

/ 開始

那些放置于太空的望遠鏡 " 眼睛 " 曾讓我們見證了無數宇宙中無與倫比的奇跡。三十二歲的哈勃空間望遠鏡曾開啟了關于宇宙探索的空間望遠鏡時代，至今仍在宇宙中兢兢業業超期服役。如今，人們期待已久的、承載了未來宇宙探索計劃的，被稱為 " 繼任者 " 的韋布也終于接過薪火，望向宇宙更深、更遠、更早的地方。

韋布空間望遠鏡發射直播畫面／NASA

這次發布的 " 首戰 " 五張圖，包括了多種不同尺度的天體，展示了韋布強大的觀測能力，也回應了人們最初設計的期盼：我們將更接近早期宇宙的黎明之光、見證不同時代的星系形成與演化、了解恒星的生前與死后，或是在遠方的世界尋找生命的痕跡；甚至是我們尚無法想象的、更多關于宇宙的秘密。

韋布望遠鏡空間運行想象圖。／NASA

韋布會開啟宇宙探索的又一個新時代嗎？我們的宇宙觀即將被重新改寫嗎？又有哪些宇宙的秘密會揭開？或許改變和答案不會那么快到來，星辰大海中，這也僅僅是人類無數次探索的其中一步。我們只知道前方的未知無盡，每一步只都是下一步的開始，一步一步直到未來的某一天，我們才將驚嘆于已經所航甚遠。