詹姆斯·韋伯太空望遠鏡:NASA公布了哪些宇宙震撼圖片?

斯蒂芬五重星系(Stephan's Quintet)
詹姆斯·韋伯望遠鏡上的中紅外儀器(MIRI)拍下了「斯蒂芬五重星系」(Stephan's Quintet)照片。

美國宇航局(NASA;美國太空總署)價值100億美元的最新太空望遠鏡拍下了「恆星托兒所」與「宇宙之舞」的震撼影像。

詹姆斯·韋伯(James Webb)太空望遠鏡被稱為知名的哈勃(Hubble)望遠鏡的繼承者。它拍攝的首批全彩色宇宙照片公諸於世。

美國總統拜登(Joe Biden)星期一(7月11日)公布了一張顯示極遠距離星系的照片作為預告。

參與此項目的科學家正跟進其他照片,以驗證韋伯望遠鏡的廣泛用途。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡構造圖
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡構造圖

這台新望遠鏡被特別調校,可以用紅外線觀測天空——那是人類肉眼能感應得到但波長較長的光束。

這讓新望遠鏡比上一代更有能力望向宇宙深處,從而探測到更遠古的事件——即超過135億年以前。

天文學家預料還將利用新望遠鏡上更為先進的技術,來研究遙遠星體的大氣層,以期探測到生命跡象。

參與領導研究韋伯望遠鏡上四組紅外儀器之一的英國專家吉莉安·賴特教授(Prof Gillian Wright)說,首批照片只屬初試啼聲,陸續有來。

她說:「每當你用嶄新方法來看星空,你總會看到讓你意想不到的事物。」

身兼英國天文學技術中心主任的賴特教授對BBC說:「這些新數據非常好,質量很好,而且只花了幾個小時觀測便得到了——這說明你想要發現的都在那,就等你去發現。」


SMACS 0723星系

SMACS 0723星系
這些銀河系的光束經歷了數十億光年才能來到我們面前。

SMACS 0723是一個巨大的星系團,其質量好到能夠使星系團折射並放大來自更遠地方的光束,被天文學家稱為「引力透鏡」(gravitational lens)。從哪裏都能看見其紅色弧形結構——那是重點:就是一個星系。這不但是來自遠方,更來自更加遠古時期。

部分弧形的光束花了130億年才傳送到我們面前。這裏還有一件怪事,照片兩邊出現的部分弧形其實是同一個物體,它們的光束以多於一條線路穿越SMACS 0723星體群。


南環星雲(The Southern Ring)

南環星雲
分別以近紅外(Near-infrared;左)和中紅外(Mid-infrared;右)拍攝的南環星雲照片。

你大概會在那些有關哈勃望遠鏡所拍攝圖像的桌邊書(coffee table books)裏面看過差不多的照片。南環星雲,或稱「八裂星雲」,是個巨型的氣體與塵埃球體,中間由一顆正在衰敗的星體照亮。隨著星體老化,它們改變自身產生能量的方式,並排斥其外層。

當星體再次變得熾熱,便會燃燒它此前排出的所有物質。

南環星雲直徑將近半個光年,位於地球外約2000光年處。這種星群被稱為「行星狀星雲」(planetary nebula),但其實與星球無關。那是早期望遠鏡觀星者因解析度不足,進而用詞不當所致。韋伯望遠鏡試圖觀測星體如何誕生,同樣也希望觀測星體如何衰亡。


斯蒂芬五重星系(Stephan's Quintet)

斯蒂芬五重星系(Stephan's Quintet)
斯蒂芬五重星系照片:左為韋伯望遠鏡所攝,右為哈勃望遠鏡所攝。

斯蒂芬五重星系位於大約在2.9億光年外的飛馬座(Pegasus),是首個被人類發現的星系團。星系群內五個星系中,有四個被困在重覆靠近彼此的「宇宙之舞」當中。

這張由韋伯望遠鏡所拍攝的照片,看上去跟由哈勃望遠鏡所拍攝的分別不大。但新望遠鏡的紅外線敏感度更高,能捕捉各種特徵供天文學家研究。這是一個重大盼望——韋伯望遠鏡能與哈勃望遠鏡同時運作。它們各有所長,對比兩者照片,可給科學家的研究提供新維度。

我們不知道哈勃望遠鏡還能工作多久,它已有32年歷史,容易故障。但負責照顧這匹「老戰馬」的美國宇航局官員才剛遞交新的五年預算。祝大家好運。


船底座星雲(Carina Nebula)

船底座星雲(Carina Nebula)
船底座星雲(Carina Nebula)

船底座星雲是哈勃望遠鏡的典型目標,而這張韋伯望遠鏡版本的照片呈現了與眾不同的面貌。

船底座是天空上數一數二龐大而又明亮的星雲,距離地球約7600光年。船底座是「恆星托兒所」,是一團龐大的氣體和灰塵,新的星體會在此誕生。

不過在這張韋伯望遠鏡的照片中,我們不怎麼能看到星體,只有氣體和灰塵。天文學家把這稱為「宇宙礁」(cosmic reef),是一種分界線,底層是灰塵,上層是氣體。

韋伯望遠鏡的關鍵科學目標之一,是要研究星體如何形成,而船底座是進行此研究的上佳地點。