这5张来自韦伯望远镜的照片,让我们看到了130亿年前的光

要探索宇宙起源的秘密,韦伯空间望远镜可以说是目前为止最大的杀器。

文|科技每日推送

在距离地球约150万公里外的第二拉格朗日点,有一颗微小的人造物正在回望宇宙诞生之初,第一群恒星的星光。

7月12日,NASA公布了韦伯空间望远镜的一系列全彩深空图像及其光谱数据,这是迄今为止,我们所能观测到的遥远宇宙最深、最清晰的红外图像。

这是一张距离地球46亿光年,位于飞鱼星座南部的SMACS 0723星系团的照片。

而它的大小,相当于将你指尖的一粒沙放在一臂远的地方,所能覆盖的天空。

仅是在这一张照片中,就有成千上万个星系。其中,有的星系发出的光芒,甚至来自于130亿年前。

据科学家推测,宇宙的诞生距今也仅约137亿年。

要探索宇宙起源的秘密,韦伯空间望远镜可以说是目前为止最大的杀器。

01 韦伯的第一批照片

北京时间7月12日晚十点半,NASA陆续公布了另外四张韦伯望远镜拍摄目标的照片。

SMACS 0723星系团

韦伯所拍摄的SMACS 0723星系团,其清晰度和工作效率更是比起它的前辈——哈勃望远镜更胜一筹。

有网友将韦伯与哈勃所拍摄的图片做成了动图。相较之下,无论是从细节还是清晰度来说,都形成了更为直观的对比。

值得注意的是,韦伯拍摄这张照片时,仅仅只用了12.5小时,就曝光合成出了这张彩色图片。

而哈勃当年完成这一切,却花了超过10天的时间。

系外行星WASP-96 b(光谱图)

韦伯对太阳系外这颗又热又膨胀的行星进行了详细观察,揭示了WASP-96 b 大气中存在显著的水蒸气。

而光谱中所记录的数值波动还反映出行星大气中含有云和霾的特征。

随着韦伯首次在系外行星大气中探测到水,它现在将着手研究数百个其他系统,以了解更多其他行星大气是由什么组成的。

通过这种办法,可以判断行星是否适宜居住,甚至是有无生命迹象。

南环星云

南环星云是一团膨胀的气体云,它围绕着一颗垂死的恒星,距离我们大约 2,000 光年。

在这里,韦伯强大的红外镜头将垂死的恒星带入了全视野,下面这张图拍摄于近红外波段。

而在中红外波段,韦伯得到了下面这张图片。

更长的波段让我们清晰地看到,星云的中心有两颗恒星,而另一颗还没有走到生命的终点。

而同样是南环星云,韦伯望远镜所拍摄出来的效果远胜于哈勃望远镜。

韦伯可以探索老化恒星排出的尘埃和气体外壳,而这些恒星有朝一日可能成为新的恒星或行星。

斯蒂芬五重奏星系

对于这一非常紧凑的星系群,韦伯,穿透了围绕一个星系中心的尘埃罩,揭示了其超大质量黑洞附近气体的速度和成分。

现在,科学家们可以以前所未有的方式,了解相互作用的星系如何触发彼此的恒星形成,以及这些星系中的气体是如何受到干扰的。

船底座星云

通过对船底座星云中“宇宙悬崖”的监测与观察,韦伯望远镜揭示了恒星的形成阶段。

作为这一系列中最好看的图片,还准备了竖版可以仔细观摩。

在这张船底座星云的图片中,粉色和红色的光点是正在诞生或刚刚诞生的恒星。

而韦伯不仅可以看到这些新形成的恒星,还可以观察研究它们的气体和尘埃。

值得注意的是,恒星诞生的过程仅仅只持续5万到10万年,正是韦伯望远镜的灵敏,记录下了这一过程。

02 25年,100亿美元

早在1996年,韦伯望远镜就被NASA提上了日程。彼时,NASA给韦伯的预算只有5亿美元,预计2007年发射。

但一个又一个的难题不断出现,致使韦布望远镜的发射比原计划迟了14年,预算超了20倍。

首先,要想回望宇宙的诞生,必须先磨出一面和房屋一般大的镜子。

第一个问题来了,没有火箭能装下那么大的镜子,镜子必须被折叠起来。

为了被折叠,镜子首先必须被分割成由多个镜片组成的蜂窝阵列。

镜子由铍制成,这种材料轻、结实、坚硬,呈粉末状,有毒,是一种令人头疼的东西,但也是唯一可行的东西。

同时,镜片上还要再覆上一层黄金,因为黄金能极好地反射红外线。

镜子是造好了,但又多了一个新的问题。

即使被发射到到外太空,地球、月球和太阳仍然会向望远镜辐射出太多的热量,使它无法感知宇宙中最遥远结构的微弱闪烁。

因此需要在月球、地球和太阳都位于同一个方向的第二拉格朗日点,架设起巨幅遮阳罩。

而遮阳罩既是红外望远镜的唯一希望,也是它的致命弱点。

展开时又要足够大,重量又不能超出火箭的承重,遮阳罩只能由薄织物组成。

但织物的状态并不稳定,如果遮阳罩在展开时被钩破,整个望远镜就会变成一坨太空垃圾。

当解决好这个问题之后,已经是2004年之后了。

然而,一个又一个小问题不断冒出来,就这样,时间一直拖到了2021年,预算也达到了100亿美元,严重超过预期。

在韦伯望远镜成功抵达群星之前,所有人都提心吊胆。

毕竟,它跟距离地球只有559千米的哈勃望远镜不一样,哈勃如果出了什么问题,宇航员还能乘着载人航天飞船上去维修。

但韦伯不同,韦伯望远镜在距离地球有150万千米的地方,远远超出了目前载人航天飞船所能抵达的极限。

要是出了什么问题,这二十多年的努力就全部付诸东流了。

所幸的是,在2021年12月25日成功发射之后,韦伯望远镜经过一个多月的旅途终于安全抵达第二拉格朗日点。

此时此刻,历经坎坷的韦伯望远镜正在群星之中探索宇宙诞生的秘密。

总之新的征程已经开启,宇宙浩瀚无垠,每清晰一点,都是我们向未知星空更一步地靠近。

参考资料:

NASA官网、果壳、Quanta Magazine

声明:本文内容仅代表该投稿文章作者观点,不代表浑水号立场。转载请注明投稿人姓名并附上本文出处(浑水号)。 未按照规范转载者,浑水号保留追究相应责任的权利