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新智元報(bào)道，資料圖

編輯 好困 拉燕

【新智元導(dǎo)讀】NASA公布韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的更多照片。讓我們一起凝望深邃的宇宙吧~

昨天，美國(guó)航天局放出的由韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的宇宙照片刷爆了網(wǎng)絡(luò)。

而就在晚上，NASA再一次發(fā)布了更多照片。

毋庸置疑的是，韋伯望遠(yuǎn)鏡能夠捕捉到的星系比它的前輩哈勃要多得多。

先讓我們欣賞幾張圖片，看看高清望遠(yuǎn)鏡下瑰麗的宇宙圖景。

資料畫(huà)面

宇宙在138億年前的黑暗中誕生，即使在幾億年后第一批恒星和星系閃亮登場(chǎng)之后，這些恒星和星系也依然保持著黑暗。

這是因?yàn)樵?jīng)燦爛的光芒被時(shí)間和膨脹的宇宙拉長(zhǎng)了，連同其他關(guān)于我們起源的線索一起，無(wú)法被肉眼和普通的光學(xué)儀器發(fā)現(xiàn)。

正是因?yàn)槠胀ǖ墓鈱W(xué)儀器派不上用場(chǎng)，韋伯就采用了各種類(lèi)型的紅外儀器。包括近紅外、中紅外等等。

順便一提，這批彩色圖像是由多個(gè)波段的照片所合成的（也就是「?jìng)紊珗D」），其中由藍(lán)到紅僅代表了波長(zhǎng)的由短漸長(zhǎng)）。

韋伯第一深場(chǎng)SMACS 0723

我們先來(lái)回顧一下昨天各種刷屏的那張圖。

它被親切地稱(chēng)為「韋伯第一深場(chǎng)」，是迄今為止最深、最清晰的遙遠(yuǎn)宇宙的紅外圖像。

除了充斥著成千上萬(wàn)星系的SMACS 0723星系團(tuán)以外，還包括有史以來(lái)觀測(cè)到的最小、最微弱的天體。

甚至，來(lái)自最遠(yuǎn)的星系的光在韋伯的鏡子捕捉到它之前已經(jīng)走了131億年。

資料畫(huà)面

我們能夠看到如此遙遠(yuǎn)的星系，還要?dú)w功于「引力透鏡」的存在。

簡(jiǎn)單來(lái)講就是，一個(gè)星系團(tuán)強(qiáng)大的引力場(chǎng)可以彎曲來(lái)自它后面更遙遠(yuǎn)的星系的光線，就像放大鏡彎曲和扭曲圖像一樣。

資料畫(huà)面

當(dāng)研究人員將單個(gè)星系的光線拉伸成光譜時(shí)，就可以測(cè)量每個(gè)星系的距離、溫度、氣體密度和化學(xué)成分。

例如，下面的光譜圖就揭示了這個(gè)星系的氣體特性，由此，科學(xué)家也就可以得到其中的恒星是如何形成的，以及它包含多少塵埃。

南天指環(huán)星云Southern Ring Nebula

NGC 3132中心的這顆明亮的恒星雖然在韋伯望遠(yuǎn)鏡的近紅外光下很顯眼，但實(shí)際上它在塑造周?chē)男窃品矫鎱s只發(fā)揮著輔助作用。

而雖說(shuō)第二顆恒星基本看不到，卻是塑造整個(gè)星云的主力。大致位置是沿著明亮恒星的一個(gè)衍射峰在左下方的位置，數(shù)千年來(lái)，它至少噴射出了八層氣體和塵埃。

而明亮的中央恒星，通過(guò)產(chǎn)生湍流改變了這個(gè)行星狀星云高度復(fù)雜的環(huán)的形狀。

資料畫(huà)面

這對(duì)恒星被鎖定在一個(gè)緊密的軌道上，導(dǎo)致較暗的恒星在它們相互繞行時(shí)，向四面八方噴射物質(zhì)，從而形成了這些鋸齒狀的環(huán)。

數(shù)百條明亮的直線穿過(guò)氣體和塵埃的環(huán)。這些「聚光燈」從明亮的恒星發(fā)出，穿過(guò)星云中的孔洞，就像陽(yáng)光穿過(guò)云層的縫隙一樣。

但并不是所有的星光都可以逃脫。中心區(qū)域的密度，以藍(lán)綠色為襯托。由它的透明或不透明程度反映出來(lái)。更深的藍(lán)綠色區(qū)域表明氣體和塵埃更密集——最密集的部分，光是無(wú)法掙脫的。

資料畫(huà)面

下圖中是近紅外光中紅外光下，對(duì)南環(huán)星云的對(duì)比圖。

在近紅外相機(jī)圖像中，白矮星出現(xiàn)在明亮的中央恒星的左下方，部分被衍射尖峰隱藏。同一顆恒星出現(xiàn)在中紅外儀器 (MIRI) 圖像中，但更亮、更大、更紅。

這顆白矮星被厚厚的塵埃層所掩蓋，這使它看起來(lái)更大。

兩張圖片中較亮的恒星還沒(méi)有脫落，并緊緊圍繞著這顆較暗的白矮星運(yùn)行。

資料畫(huà)面

幾千年來(lái)，在它變成白矮星之前，這顆恒星周期性地噴出質(zhì)量——也就是可見(jiàn)的物質(zhì)外殼。

如今，白矮星正在加熱內(nèi)部區(qū)域的氣體——左側(cè)呈藍(lán)色，右側(cè)呈紅色。兩顆恒星都在照亮外部區(qū)域，分別以橙色和藍(lán)色顯示。

圖像之所以看起來(lái)差距較大，是因?yàn)榻t外和中紅外收集不同波長(zhǎng)的光。

而近紅外更接近眼睛的可見(jiàn)波長(zhǎng)。

斯蒂芬五重奏Stephan's Quintet

「斯蒂芬五重奏」是韋伯太空望遠(yuǎn)鏡拍到的迄今為止最大的圖像，覆蓋了月球直徑的約五分之一。

雖然被稱(chēng)為「五重奏」，但其中只有四個(gè)星系是真正緊密相連的（NGC 7317、NGC 7318A、NGC 7318B和NGC 7319）大約在2.9億光年之外。

第五個(gè)也就是最左邊的星系被稱(chēng)為NGC 7320距離地球4000萬(wàn)光年。

它包含超過(guò)1.5億像素，由近1,000個(gè)單獨(dú)的圖像文件構(gòu)成。韋伯的近紅外相機(jī) (NIRCam) 和中紅外儀器 (MIRI) 捕捉到了五個(gè)星系的視覺(jué)分組。

資料畫(huà)面

憑借其強(qiáng)大的紅外視覺(jué)和極高的空間分辨率，韋伯展示了這個(gè)星系群中前所未有的細(xì)節(jié)。數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的年輕恒星閃閃發(fā)光的星團(tuán)和新恒星誕生的星暴區(qū)域?yàn)檫@幅圖像增光添彩。

由于引力相互作用，氣體、塵埃和恒星的掃尾正在從幾個(gè)星系中拉出。

最引人注目的是，韋伯的MIRI儀器在其中一個(gè)星系NGC 7318B撞擊星團(tuán)時(shí)捕捉到了巨大的沖擊波。這些圍繞中央星系對(duì)的區(qū)域以紅色和金色顯示。

這張合成的NIRCam-MIRI圖像使用三個(gè)MIRI過(guò)濾器中的兩個(gè)，來(lái)最好地顯示+區(qū)分星系內(nèi)的熱塵埃和結(jié)構(gòu)。

MIRI發(fā)現(xiàn)星系中的塵埃與相互作用星系之間的沖擊波之間存在明顯的顏色差異。

巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的圖像處理專(zhuān)家選擇通過(guò)為MIRI數(shù)據(jù)提供不同的黃色和橙色來(lái)突出這種差異，這與分配給NIRCam波長(zhǎng)恒星的藍(lán)色和白色形成對(duì)比。

像這樣的緊密星系團(tuán)在早期宇宙中可能更為常見(jiàn)，因?yàn)樗鼈冞^(guò)熱的下落物質(zhì)可能為被稱(chēng)為類(lèi)星體的高能黑洞提供燃料。

即使在今天，該組中最高的星系NGC 7319也擁有一個(gè)活躍的星系核，這是一個(gè)正在積極吸積物質(zhì)的超大質(zhì)量黑洞。

對(duì)比哈勃望遠(yuǎn)鏡，我們可以在韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像中，看到全新的細(xì)節(jié)——星系合并時(shí)產(chǎn)生的恒星托兒所。

船底座星云Carina Nebula

下面這張圖看起來(lái)像不像一座映照在月光下的崎嶇的山脈？

這實(shí)際上是船底座星云附近一個(gè)年輕的恒星形成區(qū)——NGC 3324的邊緣。

資料畫(huà)面

這張照片由韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上的近紅外相機(jī) (NIRCam) 在紅外光下捕捉，揭示了以前被遮擋的恒星誕生區(qū)域。

該區(qū)域被稱(chēng)為「宇宙懸崖」，實(shí)際上是NGC 3324內(nèi)一個(gè)巨大氣腔的邊緣，距離我們大約7,600光年。

這個(gè)海綿狀區(qū)域由星云中強(qiáng)烈的紫外線輻射和恒星風(fēng)從位于氣泡中心的極大質(zhì)量、熾熱的年輕恒星雕刻而成的（圖片上方）。

來(lái)自這些恒星的高能輻射正在塑造星云的四周，并將其慢慢侵蝕掉。

其實(shí)，想要捕捉到這個(gè)非常早期的恒星形成時(shí)期并不容易。

因?yàn)閷?duì)于一顆恒星來(lái)說(shuō)，它只持續(xù)了大約50,000到100,000年。

只能說(shuō)，這次韋伯望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)氣非常好，靠著極高的敏感性和空間分辨率有幸記錄下了這一罕見(jiàn)的情景。

資料畫(huà)面

圖片中看似從「山脈」中升起的微弱「蒸汽」實(shí)際上是由于強(qiáng)烈的紫外線輻射而從星云流出的熱電離氣體和熱塵埃。

資料畫(huà)面

科普時(shí)間！

問(wèn)：黃金主鏡被撞了怎么辦？

顯然，對(duì)于像韋伯太空望遠(yuǎn)鏡這樣的航天器，被宇宙塵埃的碎片擊中，是完全不可避免的。

通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)韋伯經(jīng)過(guò)已知的流星雨附近時(shí)，望遠(yuǎn)鏡會(huì)把它的鏡子轉(zhuǎn)開(kāi)，以減少受到損傷的機(jī)會(huì)。

但五月底的時(shí)候，韋伯的一面鏡子還是被一顆突如其來(lái)的微流星體擊中。

資料圖

雖然之前已經(jīng)有四個(gè)較小的微流星體擊中了望遠(yuǎn)鏡，但這次的撞擊格外嚴(yán)重。

于是，工程師們不得不重新調(diào)整受損鏡子的位置，從而抵消部分失真。

不過(guò)，這類(lèi)撞擊也是有科學(xué)價(jià)值的。

逐漸累積的損傷可以幫助科學(xué)家們更好地了解太空望遠(yuǎn)鏡軌道所在的塵埃分布情況。

此外，NASA的科學(xué)家們也表示，目前問(wèn)題不大，性能依然遠(yuǎn)超要求。

參考資料：

https://webbtelescope.org/news/news-releases?Collection=First%20Images