本文基于肯尼斯·张(音)、丹尼斯·奥弗拜、约书亚·索科尔和卡尔·齐默早些时候的报道。
美国宇航局周二发布了詹姆斯·韦伯太空望远镜早期拍摄的五张图像。这些照片凸显了望远镜探索深空秘密的巨大潜力。以下是我们目前了解到的信息。
这台太空望远镜的效果极佳
南环星云的中红外图(左)和近红外图(右)。
南环星云的中红外图(左)和近红外图(右)。 NASA, ESA, CSA, and STScI
NASA从哈勃太空望远镜获得模糊图像的经验表明,先进的科学仪器有时无法取得预期效果。宇航员多次前往哈勃望远镜进行修复,但韦伯望远镜位于人类从未到达过的遥远位置,无法进行这样的修复。
该望远镜在期待和焦虑中发射升空后,科学家对望远镜、镜面和遮阳装置进行了部署,接下来,他们必须确保其科学工具套件正常运行。
广告
望远镜的运行项目科学家简·里格比在周二的新闻发布会上表示,它们运行良好,令人叹为观止。
她描述望远镜发送回基地的第一张清晰的测试图像时说:“我的反应非常激动,‘谢天谢地,它运转正常’。而且效果比我们想象得要好。”
或者正如数百名科学家周二在网络上发表但尚未经过同行评审的论文中所说的那样,“我们将通过从近地小行星到最遥远星系的观测来改变我们对宇宙的认识,该望远镜和仪器套组已经展示出做到这一点所需要的灵敏度、稳定性、图像质量和光谱范围。”
科学研究已经在进行中。大约13个项目被选为开启韦伯时代的项目,命名为“早期发布科学计划”。它们涵盖了一系列类别,包括我们的太阳系、星系和星系间空间、大质量黑洞和它们所在星系以及恒星的演化。
“科学成果将从现在开始纷至沓来,”里格比说。
我们将比以往更深入地了解宇宙的过去。
韦伯望远镜的第一张深场图捕捉到了SMACS 0723这个星团。
韦伯望远镜的第一张深场图捕捉到了SMACS 0723这个星团。 NASA, ESA, CSA, and STScI
周一,拜登总统展示了由韦伯望远镜拍摄的图像,NASA官员和天文学家称赞该图像是迄今为止拍摄的宇宙最深的图像之一,随着更多来自NASA计算机的数据出现,这一头衔可能将很快成为过去。
图像中的遥远星团被命名为SMACS 0723,揭示了更为遥远的星系的存在。来自这些星系的光是超过130亿年前发出的,通过该星团的引力场放大而可见。
广告
天文学家推测,最遥远、最早的恒星可能与我们今天看到的恒星不同。第一批恒星由宇宙大爆炸遗留下来的纯氢和氦组成,它们的质量可能比太阳大得多——然后迅速而猛烈地坍缩成现在存在于大多数星系中心的超大质量黑洞。
我们将拨开遥远行星的大气层。
空间望远镜科学研究所的天文学家内斯特·埃斯皮诺萨。
空间望远镜科学研究所的天文学家内斯特·埃斯皮诺萨。 Michael A. McCoy for The New York Times
周二,屏幕上最惊人的图像并非WASP-96b这颗木星大小的系外行星的光谱——它显示的不是令人费解的宇宙悬崖,而是这颗行星从1120光年外的恒星前经过时图表记录的斜坡。但是,当在巴尔的摩太空科学望远镜研究所里操作韦伯望远镜的天文学家看到它时,他们倒吸了一口气,鼓掌欢呼。
“能和你们分享这一切,我兴奋极了,”在现场的天文学家内斯特·埃斯皮诺萨说。
此前,这颗行星已经通过地面和哈勃望远镜被研究过。但韦伯望远镜发现了水蒸气、烟雾和一些以前从未见过的云的证据。这是科学家们没想到的。
尽管WASP-96b极不可能有任何生命存在,但使用同样的技术可以揭示围绕其他恒星运行的较小的岩石世界是否适合居住
广告
“我认为我们将会找到我们认为有趣的行星——你知道,有生命存在的可能性,”亚利桑那大学的天文学家梅根·曼斯菲尔德说。“但我们不见得马上就能识别到生命。”
这些系外行星的体积相对较小,在以前,这使得它们极其难以研究。韦伯望远镜将让天文学家可以更仔细地观察这些行星。
曼斯菲尔德说,这台太空望远镜“是第一个在设计中考虑到系外行星大气研究的大型太空观测站”。
他们已经有了一些目标,比如Trappist-1,这颗恒星的宜居带拥有多颗行星。该望远镜负责系外行星科学的副项目科学家尼克尔·科隆说:“我们只能等待,让时间来揭示这个故事。”
我们会发现意想不到的东西。
船底座星云。
船底座星云。 NASA, ESA, CSA, and STScI
韦伯的发布给我们带来了令人惊叹的图像,包括南环星云,这是由一颗垂死的恒星喷出的气体和尘埃组成的球体;还有史蒂芬五重星系,一个数百万光年外的星系群
但最引人注目的图像是船底座星云,这是一个巨大的漩涡状尘埃云,它是恒星的摇篮,也拥有银河系中一些最明亮的爆炸恒星。用红外线观察,这个星云就像一座被侵蚀的海岸悬崖,若隐若现,上面点缀着数百颗天文学家从未见过的恒星。
广告
“我花了一段时间才弄明白这张照片里惊人的东西是什么,”副项目科学家安布尔·斯特劳恩指着一个陡峭的构造说。
这张照片还包含了一些科学家无法解释的构造,比如一个奇怪的弯曲特征。
周二,太空望远镜科学研究所的天文学家阿马亚·莫罗-马丁将这张照片展示给同事们,“总会有意想不到的事情发生,”他说。“我们不知道这是什么。”
人们期待韦伯号能有更多这样的发现——以前从未见过的、需要解释的东西。
望远镜仍然很脆弱。
一颗微流星体损坏了韦伯望远镜的一面镜片。
一颗微流星体损坏了韦伯望远镜的一面镜片。 NASA
对于像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的航天器来说,被宇宙尘埃碎片撞击镜面是不可避免的。尽管如此,NASA的官员们还是意外地发现,望远镜的一块镜片在5月底的一次微流星体撞击中受损,而且撞击的规模比预期的要大,这个发现令人失望。
NASA官员表示几乎注意不到变形,韦伯的表现仍然超出所有要求。工程师们还调整了受损镜面的位置,以消除部分变形。
广告
在收到这一事件的报告之前,四颗较小的微流星体已经击中了望远镜。
“我们最担心的只是微陨石环境,”NASA负责科学任务的副局长托马斯·祖布臣说。
祖布臣表示,NASA正在评估飞行方案,让宇宙尘埃尽可能击中镜片的背面而不是正面。