詹姆斯-韦伯太空望远镜首批图像所带来的宇宙信息

发表于 2年以前 | 总阅读数：543 次

日前的图像披露是在美国总统拜登于周一发布最初的图像之后进行的。那张被命名为“韦伯第一个深场”的照片显示了SMACS 0723星系团，这是一个巨大的星系漩涡，实际上只代表了宇宙的一小部分，正如NASA局长比尔·纳尔逊在直播中所说的那样--它好比“你手指尖上的一粒沙子的大小”。

这张新图片的披露包括一个星系团和一个黑洞、一个遥远星球的大气层、一个来自遥远恒星的史诗般的丧钟以及一个恒星诞生的“恒星育婴室”。虽然JWST的前身哈勃太空望远镜让我们之前已经看到了其中的一些目标，并且所有这些目标都被天文学家所熟知，但由于JWST的仪器具有空前的灵敏度以及它在红外光谱中观察物体的能力，我们人类能够比以前更清晰地看到这些星系形态。

“哦，我的天哪，它起作用了，”韦伯的运营项目科学家Jane Rigby在看到天文台的第一批聚焦图像时说道，“而且它比我们想象的要好。”

一颗蓬松的系外行星上的水和云的迹象

仅在银河系中就有超5000颗被确认的系外行星--或围绕太阳以外的恒星运行的行星。系外行星的存在提出了一个基本问题。我们在宇宙中是孤独的吗？事实上，NASA系外行星计划的明确目标是寻找宇宙中的生命迹象；现在，由于JWST的存在，科学家们可以捕捉到关于这些行星体的更多信息并希望了解更多关于这些行星上是否存在生命--如果存在，在什么条件下可以茁壮成长。

这给我们带来了WASP-96 b，一颗位于大约1150光年之外的系外行星。它是一个大型气体巨行星，质量是木星的两倍多，但直径只有木星的1.2倍。按照NASA的说法，它是 “蓬松的”。它围绕恒星的轨道周期也非常短，而且相对来说没有被附近物体发出的光线所污染，这使得它成为JWST光学能力的主要目标。

但这并不是一个系外行星大气层的图像。这是一张系外行星透射光谱的图像，乍一看可能不那么令人兴奋。然而，这个光谱是由望远镜的近红外成像器和无缝隙光谱仪(NIRISS)拍摄的，其显示了明确的水的迹象乃至是云的证据。詹姆斯-韦伯的副项目科学家Knicole Colón在一次媒体发布会上指出，现在采用的是一种研究系外行星的“间接方法”，但该望远镜将在明年使用直接观测方法。

另外，NIRISS还可以捕捉到其他分子如甲烷和二氧化碳的证据。虽然在WASP-96 b中没有观察到这些，但它们可能在JWST观测的其他系外行星中被探测到。

垂死的恒星所排出的气体和尘埃的外壳

JWST还观察了一个正式称为NGC 3132的行星状星云（南环星云），这为科学家提供了更多关于恒星在其生命周期末期的命运的线索。NASA展示了这个星云的两张并排图像，一张是用望远镜的NIRCam拍摄的近红外光（左），另一张是用JWST的中红外仪器拍摄的图像（右）。

行星状星云是一个由垂死的恒星产生的宇宙尘埃和气体的区域。这个特殊的星云约在2500光年之外，也是由哈勃太空望远镜拍摄的，但NASA表示，JWST拍摄的这张最新图像提供了围绕双星系统的优雅结构的更多细节。

在这两颗恒星中（在右图中看到的最好），有一颗较暗的、濒临死亡的恒星位于左下方，还有一颗较亮的恒星，处于其生命的早期阶段。这些图像还显示了NASA所说的围绕着这些恒星的“壳”，每一个壳都标志着较暗的、垂死的恒星（右图中左下角的白矮星）失去一些质量的时期。几千年来，它一直在排出这些物质，NASA指出，它的三维形状更类似于两个底部放在一起的碗，彼此之间打开。

斯蒂芬五重星系的宇宙之舞

斯蒂芬五重星系是由法国天文学家爱德华·史蒂芬在1877年首次观测到的，它显示了五个星系的奇怪互动，其详细程度是以前从未见过的。这张最终的图像由近1000张单独的图像和1.5亿像素组成，它标志着JWST迄今为止最大的图像，约占月球直径的五分之一。

这张图片略有误导性；最左边的星系实际上远在前面，距离我们约4000万光年，而其余四个星系系统约在2.9亿光年之外。这四个星系聚集在一起，相对而言，它们实际上是相互影响的。

这张图片甚至还显示了一个超大质量的黑洞，位于最上面的星系的中心，其质量约是太阳的2400万倍。

船底座星云可能真的只是天堂

JWST还让我们更深入地了解了船底座星云，这是银河系中约7600光年的一个区域。虽然我们已经用哈勃看了船底座星云，但得益于JWST穿透宇宙尘埃的能力，新图像显示了数以百计的新星。船底座星云显示，恒星的诞生并不是一件和平、平静的事情，而是以高度不稳定的过程为特征，在某些方面，其破坏性和生成性是一样的。

流过图像底部的琥珀色景观标志着星云中巨大的、混乱的恒星形成区域的边缘--如此巨大的琥珀色带，NASA称之为“宇宙悬崖”，其最高点约为7光年高。来自JWST的数据将为科学家提供更多关于恒星形成过程的信息并可能有助于解决某些数量的恒星会在某些区域形成的原因及恒星最终是如何拥有它们的质量的。

归根结底，这些成就只是一个开始。科学家们仍有很多问题--关于系外行星、宇宙的形成等等--现在他们有了一个新的强大工具来寻求答案。