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2023-01-31
更新時(shí)間:2022-07-13 12:20:26作者:未知
史上最強(qiáng)望遠(yuǎn)鏡,終于展示出它的威力了!北京時(shí)間7月12日22:30分,舉世矚目的詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡首批5張宇宙圖像正式出爐!這些圖像有多壯觀、又有什么科學(xué)意義呢?咱們這就來(lái)為大家解讀。
(圖片說(shuō)明:詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡處女作公布)
深空?qǐng)?/p>
說(shuō)好了同時(shí)發(fā)布5張圖像的,結(jié)果這張圖自己先跑出來(lái)了。說(shuō)起來(lái)你可能不信,是美國(guó)總統(tǒng)先動(dòng)的手。12日早上,也就是當(dāng)?shù)貢r(shí)間11日晚上,美國(guó)總統(tǒng)拜登率先發(fā)布了這張圖片——估計(jì)是為了炫耀一下自己在任期間的政績(jī)——隨后美國(guó)宇航局也先放出了這張照片。
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的宇宙深空?qǐng)D像)
這是韋布利用一個(gè)名叫SMACS 0723的星系團(tuán)的引力透鏡效應(yīng)拍攝的宇宙深空?qǐng)D像,這是迄今為止最遙遠(yuǎn)、最清晰的宇宙深空?qǐng)D像。其中有尖尖的是銀河系的恒星,其余光點(diǎn)都是像銀河系一樣的星系,中間的光弧叫愛(ài)因斯坦環(huán)。其中紅色的星系是最遙遠(yuǎn)的星系,最遠(yuǎn)的在131億光年之外,韋布甚至還分析了它們所含的化學(xué)元素。
WASP-96 b
是一顆系外行星,半徑是木星的1.2倍(地球的13倍),屬于氣體巨星。它的表面溫度超過(guò)1000℃,是宇宙中最炎熱的行星之一,這種行星被統(tǒng)稱(chēng)為熱木星。韋布利用光譜對(duì)WASP-96 b進(jìn)行了觀測(cè),發(fā)現(xiàn)了它大氣中擁有的化學(xué)物質(zhì)。
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡對(duì)系外行星的光譜分析)
你會(huì)發(fā)現(xiàn)這張圖像和以往看到的其他圖像都不一樣,圖中的行星和恒星都是藝術(shù)圖,關(guān)鍵就在于上下波動(dòng)的光譜。在本次觀測(cè)中,韋布重點(diǎn)關(guān)注的就是WASP-96 b大氣中的水,這是尋找地外生命的關(guān)鍵。雖然這顆行星上不可能孕育生命,但這驗(yàn)證了韋布的光譜觀測(cè)能力。
韋布還很擅長(zhǎng)利用光譜尋找系外行星大氣中的氧氣、二氧化碳和甲烷等氣體,這些氣體也和生命息息相關(guān),但WASP-96 b的大氣中似乎沒(méi)有多少這些氣體。而且,以往的研究認(rèn)為這顆行星大氣中沒(méi)有云,但韋布的觀測(cè)推翻了這個(gè)理論。
南環(huán)狀星云
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的南環(huán)狀星云近紅外圖像)
南環(huán)狀星云距離我們約2000光年,是一個(gè)典型的行星狀星云,也就是像太陽(yáng)這樣的恒星在死亡過(guò)程中會(huì)形成的天體。恒星進(jìn)入末期后,拋射到太空的物質(zhì)會(huì)形成行星狀星云,核心會(huì)坍縮成白矮星。但是南環(huán)狀星云尤其特殊,因?yàn)樗暮诵奶幘谷挥袃深w白矮星,這兩顆白矮星在韋布的強(qiáng)大觀測(cè)能力下一覽無(wú)余。
上面這張圖是韋布在近紅外波段拍攝的南環(huán)狀星云,它還在中紅外波段進(jìn)行了拍攝,圖像在下面。不同波段的電磁波有不同的穿透能力或其他能力,可以展示宇宙天體的不同形象。2顆白矮星及其相互作用,也影響了這個(gè)星云的形狀。
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的南環(huán)狀星云中紅外圖像)
斯蒂芬五重星系
其中4個(gè)位于大約2.9億光年外,組成了相互作用星系,也就是通過(guò)引力互相影響,甚至可能碰撞并融合成一個(gè)更大的星系。還有一個(gè)距離我們大約3900光年,由于方向和另外4個(gè)基本相同,所以看起來(lái)就像是在一起的樣子。
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的斯蒂芬五重星系)
這是韋布目前最大的圖像,其尺寸相當(dāng)于夜空中滿月直徑的1/5,它包含了1.5億個(gè)像素,由近1000張單獨(dú)的圖像組合而成,周?chē)€有數(shù)以百計(jì)的背景星系。它以前所未有的分辨率,展現(xiàn)了4個(gè)遙遠(yuǎn)星系之間通過(guò)引力的作用,將彼此的塵埃、氣體甚至是恒星拖出的畫(huà)面!
天文學(xué)家還首次觀測(cè)到了其中一個(gè)2400萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的恐怖超大質(zhì)量黑洞,由于它在瘋狂地吞噬,亮度也達(dá)到了太陽(yáng)的400億倍,這就是典型的活躍星系核。
船底座大星云
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的船底座大星云)
是銀河系最著名的星云之一,距離我們大約7600光年。這張圖像是船底座大星云中的一部分,名叫NGC 3324,天文學(xué)家將其稱(chēng)為“宇宙懸崖”,著名的海山二、鑰匙孔星云等天體都包含在這里。
下方的部分是星際氣體及塵埃,其中凸起的結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為“山”,圖片中看起來(lái)不大,其實(shí)有的山高達(dá)7光年!上方看起來(lái)清澈一點(diǎn)的區(qū)域,包含著大量年輕、巨大的恒星,它們釋放出恐怖的輻射,將星云雕刻成我們看到的壯觀模樣。
(圖片說(shuō)明:船底座大星云整體)
如果不是韋布望遠(yuǎn)鏡的紅外觀測(cè)能力,我們看到的船底座大星云就是被各種物質(zhì)遮擋的形象,很難看到隱藏其中的恒星。
實(shí)際上,韋布第一批公布的5張圖像中的目標(biāo)天體,并不是美國(guó)宇航局的科學(xué)家們一拍腦門(mén)隨便選的,而是他們和來(lái)自歐洲航天局、加拿大航天局以及太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的代表組成的國(guó)際委員會(huì)共同討論選定的。
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡交出了完美的答卷)
這5張圖像不僅僅是滿足公眾好奇心的,也是對(duì)韋布能力的全方位測(cè)試,所以他們反復(fù)討論,最終選擇了5個(gè)最適合呈現(xiàn)它各方面觀測(cè)能力的天體。經(jīng)過(guò)這次測(cè)試,韋布交出了一份完美的答卷,未來(lái)它將在這些方面發(fā)揮重要作用。
未來(lái)的觀測(cè)
比如船底座大星云、南環(huán)狀星云展現(xiàn)了它在紅外波段的觀測(cè)能力,這個(gè)波段可以讓我們看到許多可見(jiàn)光波段下被遮擋的天體,發(fā)現(xiàn)了船底座大星云內(nèi)上百顆以前從未觀測(cè)到的恒星,并且在未來(lái)了解宇宙中的各種神秘結(jié)構(gòu);
(圖片說(shuō)明:南環(huán)狀星云)
斯蒂芬五重星系向世人昭示了韋布驚人的分辨能力,這能夠讓天文學(xué)將遙遠(yuǎn)的星系看得更加清晰,了解這些星系的演化歷程。
深空?qǐng)鰣D像證明了它能觀測(cè)到最遙遠(yuǎn)的宇宙,也就是最古老的宇宙,這能夠幫助天文學(xué)家揭開(kāi)宇宙的誕生和演化之謎;
對(duì)WASP-96 b的觀測(cè)驗(yàn)證了它的光譜分析能力,未來(lái)它可以將這種能力利用在系外巖石行星上,判斷某顆行星的宜居性,甚至猜想那里有沒(méi)有地外生命;
(圖片說(shuō)明:WASP-96 b藝術(shù)圖)
總之,這5張照片全都可以用滿分來(lái)形容,韋布望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力果然名不虛傳。歷時(shí)二十多年,耗資近100億美元,只能說(shuō)美國(guó)宇航局的精力沒(méi)有白費(fèi)。
在未來(lái)10~20年的時(shí)間里,人類(lèi)將有大量的宇宙發(fā)現(xiàn)需要依靠它。由于推遲發(fā)射多年,很多科學(xué)家已經(jīng)排著隊(duì)等著申請(qǐng)使用韋布望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行他們的分析了,未來(lái)將有一大批重大發(fā)現(xiàn)由韋布來(lái)取得。
(圖片說(shuō)明:韋布望遠(yuǎn)鏡藝術(shù)圖)
我國(guó)的太空望遠(yuǎn)鏡也有望在明年發(fā)射,不過(guò)其功能和韋布望遠(yuǎn)鏡不完全相同。也期待著我國(guó)的太空望遠(yuǎn)鏡升空的那一天早日到來(lái),它拍攝的宇宙圖像一定也極其壯觀!