又被稱為“宇宙之窗”、可觀測遙遠宇宙的新型“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”已開始全面運行。這張由美國總統(tǒng)拜登在新聞發(fā)布會上發(fā)布的圖像，捕捉到了人類從未見過的生動的宇宙面貌。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡的主鏡

遙遠星系團“SMACS 0723”

以星團 SMACS 0723 為中心顯示了數(shù)千個星系

第一張發(fā)布的圖像是圍繞一個名為“SMACS 0723”的星系團拍攝的，該星系團位于大約 40 億光年外。它捕獲了一個適合長時間觀察遙遠物體的區(qū)域，揭示了數(shù)千個星系。您還可以看到“引力透鏡效應”，其中空間被星系團的引力扭曲，背景中的星系光似乎彎曲和拉伸。如果把圖像放大，可以看到更精細的星系，專家表示可以感受到望遠鏡的高性能。

“南環(huán)星云”捕捉到“一顆恒星的死亡”

南環(huán)星云 近紅外（左）和中紅外（右）成像

下一個，也被稱為“南環(huán)星云”，是一幅色彩鮮艷的美麗圖像，但它實際上捕捉到了“一顆恒星的死亡”。右圖和左圖都是由詹姆斯韋伯太空望遠鏡拍攝的，光的波長略有不同。在右圖中，您可以清楚地看到南環(huán)星云中心的兩顆恒星。其中，微紅色的恒星原本是特征與太陽相似的恒星，恒星在生命即將結束前散發(fā)出的氣體和塵埃正在發(fā)光，呈環(huán)狀。人們認為在太陽上也會發(fā)生類似的現(xiàn)象，據(jù)說它的剩余壽命約為50億年。

“船底座星云”，“星星誕生”的地方

船底座星云

另一方面，這里是“船底座星云”的圖像，它看起來像漂浮在夜空中的“山脈”，也被稱為“宇宙懸崖”。詹姆斯韋伯太空望遠鏡的相機捕捉到了稠密的氣體和塵埃的細節(jié)，以及在其中誕生的發(fā)光的年輕恒星，展示了恒星是如何誕生的，圖像生動。

比哈勃太空望遠鏡更清晰

左圖由哈勃太空望遠鏡拍攝 詹姆斯韋伯太空望遠鏡拍攝

這兩張照片幾乎是在同一地點拍攝的，但左圖來自哈勃太空望遠鏡，右圖來自詹姆斯韋伯太空望遠鏡?！肮胀h鏡”的形象在當時也以驚人的清晰形象對大眾產(chǎn)生了影響，但“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”的形象卻比這更清晰。輪廓和形狀清晰可見，仿佛迷霧散去，即使在塵埃中，我們也能看到許多哈勃太空望遠鏡無法看到的新生恒星。

進化星系“斯特凡的五胞胎”

斯蒂芬的五重奏形象

也稱為“斯蒂芬的五胞胎”，這是一張近距離看到的五個星系的圖像。星系被它們的引力相互吸引并試圖合并?，F(xiàn)在已知星系會反復合并并演化成巨大的星系，對這些天體的研究進展有望更好地了解銀河系的形成。

搜索“可以存在生命的行星”

“WASP-96b”行星大氣觀測數(shù)據(jù)插圖

第五張圖像不是天體圖像，而是通過觀察一顆像太陽一樣閃耀的恒星周圍的行星大氣獲得的數(shù)據(jù)。據(jù)說太陽系外的一顆名為“WASP-96b”的行星已經(jīng)捕獲了表明其大氣中存在水的信號。通過這樣的分析，尋找可以存在生命的行星也是這臺太空望遠鏡的主要作用。

有什么新發(fā)現(xiàn)嗎？

我們剛剛開始全面的觀測，所以從現(xiàn)在開始研究和分析，所以“發(fā)現(xiàn)”還在后面，但NASA已經(jīng)公布了額外的觀測結果，說有“重大發(fā)現(xiàn)的跡象”。

SMACS 0723 圖像中 131 億年前星系的觀測數(shù)據(jù)

SMACS 0723 圖像顯示一個小的紅色物體。這種銀河光是在大約 131 億年前，即宇宙誕生后 7 億年發(fā)出的。通過對這種光的詳細分析，我們能夠檢測到表明存在氧、氫和氖的信號。專家表示，通過進一步推進此類觀測，有可能闡明早期宇宙中的星系是由哪些元素構成的。

NASA 發(fā)布的對 Stefan Quintet 星系之一進行分析的圖像

“史蒂芬五胞胎”的形象中還有一個“大發(fā)現(xiàn)的跡象”。仔細觀察斯蒂芬五胞胎圖像右上角的星系，可以發(fā)現(xiàn)位于星系明亮中心的超大質量黑洞已經(jīng)變成了由一種叫做硅酸鹽的材料制成的細小塵埃粒子，原來它被包裹住了。對于第一次觀察已經(jīng)獲得了有價值的數(shù)據(jù)，專家們表示，他們有一種感覺，這將導致一個重大發(fā)現(xiàn)，他們正在提高對未來的期望。

什么是詹姆斯韋伯太空望遠鏡？

詹姆斯韋伯太空望遠鏡圖片

“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”主要由美國宇航局研制，作為“哈勃太空望遠鏡”的繼任者，在天文學上留下了巨大的成就，是一項重大的科學工程。它以美國宇航局的第二任管理員和阿波羅計劃的負責人詹姆斯韋伯的名字命名。去年發(fā)射升空，觀測準備工作正在進行中。

2021 年 12 月 25 日從法屬圭亞那發(fā)射

“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”有一個直徑約6.5米的大型反射鏡，還配備了一個五層的大銀幕，稱為“遮陽板”，可以阻擋太陽和地球的光和熱。

地球和月球、哈勃太空望遠鏡和詹姆斯韋伯太空望遠鏡之間的位置關系

在距離地球 150 萬公里的軌道上，望遠鏡始終指向與太陽相反的方向，以觀察遙遠的天體。

該望遠鏡的靈敏度高于哈勃太空望遠鏡，據(jù)說可以觀測遙遠而微弱的物體。在太空中觀察遙遠的天體，就是觀察過去發(fā)出的光，這樣我們就可以捕捉到宇宙過去的樣子，從而了解宇宙的早期樣子。

我們如何觀察遙遠的宇宙？

網(wǎng)絡紅外熱像儀 NIRCam 的核心

機載紅外相機支持對遙遠宇宙的觀察。由于宇宙正在膨脹，遙遠星系發(fā)出的光的波長被拉長，并且大部分在到達地球之前處于紅外線中。出于這個原因，使用紅外光觀察宇宙開始后不久誕生的恒星和星系的光是很重要的。由于“哈勃太空望遠鏡”主要是在可見光下觀測，所以對遙遠宇宙的觀測是有限度的。據(jù)說“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”能夠觀測到135億年前天體發(fā)出的光，超出了“哈勃太空望遠鏡”的極限。宇宙誕生僅3億年后，應該是人類從未見過的宇宙早期階段。

立志成為“第一明星”

詹姆斯韋伯太空望遠鏡瞄準的最大成就是發(fā)現(xiàn)了第一代恒星，第一顆恒星，它誕生于宇宙開始后不久。宇宙誕生后第一顆恒星是什么樣子的問題，是一個與宇宙誕生相關的大謎團。據(jù)說這將是天文學史上的一項重大發(fā)現(xiàn)，因為如果我們能觀察到它是由什么元素構成的，它有多大，這將是人類了解宇宙的一大線索。還有，即使我們不能到達“第一顆恒星”，如果我們能觀察到早期的星系和恒星，那將是一個重要的發(fā)現(xiàn)。

日本人參與了這個項目

亞利桑那大學 Eiichi Egami 教授

日本研究人員在紅外熱像儀開發(fā)團隊中發(fā)揮著重要作用。美國亞利桑那大學教授 Eiichi Egami 是研發(fā)名為“NIRCam”的紅外相機的團隊成員之一。江上教授參與該項目約10年，反復對觀測設備進行地面測試直至發(fā)射，并確認發(fā)射后設備在太空中正常工作。

（江上教授）“當我看到發(fā)布的第一張圖片時，感覺就像在見證一個歷史性的時刻。我對遙遠星系的高質量數(shù)據(jù)感到特別震驚。我希望通過捕捉紅外光，我們將能夠看到全新的事物，將會有一系列的發(fā)現(xiàn)將極大地改變天文學的狀態(tài)和人類對宇宙的認識?！?/p>

也有許多研究人員參與了未來的觀察。“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”本應對公開募股選定的研究項目進行觀測，日本研究人員提出的觀測項目已被采用。

Yuichi Harikane，東京大學宇宙射線研究所助理教授

東京大學宇宙射線研究所助理教授 Yuichi Harikane 用地面望遠鏡捕捉到了可能從 134.8 億年前的一個星系發(fā)出的光。我要檢查一下這是否真的是時代之光。如果得到證實，我們已經(jīng)捕捉到了此時最古老星系的光芒。

（Harkin 助理教授）“詹姆斯韋伯太空望遠鏡可以清晰準確地看到微弱的天體，它的表現(xiàn)已經(jīng)超出預期，我覺得天文學的新時代已經(jīng)到來。這臺望遠鏡已經(jīng)開啟。” 通過充分利用的，我們將發(fā)現(xiàn)宇宙誕生以來最早的星系，星系是如何誕生的，它們在宇宙中是如何演化的，以及現(xiàn)在的宇宙，包括我們的銀河系。我想更接近它是否與

“詹姆斯韋伯太空望遠鏡”也被稱為“宇宙之窗”，預計將產(chǎn)生無法想象的偉大發(fā)現(xiàn)。