韦伯望远镜十次以令人惊叹的宇宙的新图像让我们震惊

毫不夸张地说，詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 代表了现代天文学的新纪元。

该望远镜于去年 12 月 25 日发射升空，自 7 月起全面投入使用，它让我们得以瞥见以前无法进入的宇宙。与哈勃太空望远镜一样，JWST 在太空中，因此它可以在不受地球大气层扭曲的情况下拍摄细节惊人的照片。

然而，虽然哈勃望远镜在 540 公里的高度绕地球运行，但 JWST距离地球150 万公里，远远超出了月球。从这个位置，远离地球反射热的干扰，它可以收集来自整个宇宙的光，进入电磁波谱的红外线部分。

这种能力与 JWST 更大的镜子、最先进的探测器和许多其他技术进步相结合，使天文学家能够回顾宇宙最早的时代。

随着宇宙的膨胀，它会拉伸向我们传播的光的波长，使更远的物体看起来更红。在足够远的距离上，来自星系的光完全从电磁光谱的可见部分转移到红外线。JWST 能够探测到最早的光源，即近 140 亿年前。

哈勃望远镜仍然是一个伟大的科学仪器，可以看到 JWST 无法看到的光学波长。但是韦伯望远镜可以以更高的灵敏度和清晰度看到更远的红外线。

让我们来看看十张图片，它们展示了这个通向宇宙的新窗口的惊人力量。

1.镜像对准完成

尽管在地面上进行了多年的测试，但像 JWST 这样复杂的天文台一旦部署在寒冷和黑暗的太空中，就需要进行大量的配置和测试。

最大的任务之一是将 18 个六角镜片段展开并对齐到光波长的一小部分范围内。3 月，美国宇航局发布了第一张完全对齐的镜子的图像(以恒星为中心)。虽然这只是一张校准图像，但天文学家们立即将它与那片天空的现有图像进行了比较——非常兴奋。

2. Spitzer 与 MIRI

这张早期图像是在所有相机都对焦时拍摄的，清楚地展示了 JWST 与其前身相比在数据质量方面的阶跃变化。

左边是斯皮策望远镜的图像，这是一个带有 85 厘米镜面的天基红外天文台;右边，来自 JWST 的中红外MIRI 相机和 6.5m 反射镜的相同视野。这里展示了探测更暗源的分辨率和能力，数百个可见的星系在斯皮策图像的噪音中消失了。这就是位于最深、最冷的黑暗中的一面更大的镜子所能做的。

3.第一张星系团图像

具有 SMACS J0723.3–7327 平淡无奇名称的星系团是 JWST向公众发布的第一批​​彩色图像的不错选择。

这个领域挤满了各种形状和颜色的星系。这个距离我们超过 40 亿光年的巨大星系团的总质量使空间弯曲，使得背景中来自遥远光源的光被拉伸和放大，这种效应被称为引力透镜效应。

这些扭曲的背景星系在这张图片中可以清楚地看到线条和弧线。该区域在哈勃图像(左)中已经非常壮观，但 JWST 近红外图像(右)揭示了丰富的额外细节，包括数百个太暗或太红而无法被其前身探测到的遥远星系。

4. Stephan's Quintet

这些图像描绘了一组壮观的星系，称为斯蒂芬五重奏，长期以来，天文学家一直对研究碰撞星系在引力作用下相互作用的方式感兴趣。

左边是哈勃视图，右边是 JWST 中红外视图。插图显示了新望远镜的功率，放大了一个小背景星系。在哈勃图像中，我们看到了一些明亮的恒星形成区域，但只有 JWST 才能揭示这个星系和周围星系的完整结构。

5. 创造的支柱

所谓的创造之柱是所有天文学中最著名的图像之一，由哈勃望远镜于 1995 年拍摄。它展示了天基望远镜的非凡范围。

它描绘了鹰状星云中的一个恒星形成区，星际气体和尘埃为充满新恒星的恒星托儿所提供了背景。右边的图像是用JWST 的近红外相机(NIRCam) 拍摄的，它展示了红外天文学的另一个优势：能够透过尘埃罩窥视内部和后面的东西。

6.“沙漏”原恒星

此图像描绘了银河系内的另一次银河创造行为。这个沙漏形结构是一团尘埃和气体，围绕着一颗正在形成的恒星——一颗名为 L1527 的原恒星。

只有在红外线可见，落入的物质“吸积盘”(中心的黑色带)最终将使原恒星聚集足够的质量以开始聚变氢，一颗新恒星将诞生。

与此同时，仍在形成的恒星发出的光照亮了圆盘上方和下方的气体，形成了沙漏形状。我们之前对此的看法来自 Spitzer;细节的数量再一次是一个巨大的飞跃。

7.红外线中的木星

韦伯望远镜的任务包括从宇宙开始对最遥远的星系进行成像，但它也可以看起来离家更近一些。

尽管 JWST 无法观察地球或太阳系内部的行星——因为它必须始终背对太阳——但它可以向外观察太阳系更远的部分。当我们深入观察这颗气态巨行星的云层和风暴的结构时，这张木星的近红外图像就是一个很好的例子。北极和南极的极光令人难以忘怀。

由于木星相对于恒星在天空中的快速运动及其快速旋转，因此这幅图像极难实现。这一成功证明了韦伯望远镜极其出色地跟踪困难天文目标的能力。

8.幻影银河

这些所谓的幻影星系或 M74的图像揭示了 JWST 的力量，它不仅是最新和最伟大的天文仪器，而且是对其他伟大工具的宝贵补充。此处的中间面板结合了哈勃望远镜的可见光和韦伯望远镜的红外线，使我们能够看到星光(通过哈勃望远镜)以及气体和尘埃(通过 JWST)如何共同塑造这个非凡的星系。

许多 JWST 科学旨在与哈勃的光学视图和其他成像相结合，以利用这一原理。

9. 一个超遥远的星系

尽管这个星系——右图中的红色小斑点——并不是我们宇宙所能提供的最壮观如画的星系之一，但它在科学上同样有趣。

这张快照拍摄于宇宙只有 3.5 亿年的年龄，这使它成为有史以来最早形成的星系之一。了解这些星系如何在 130 亿年后生长和合并以形成像我们银河系这样的星系的细节是一个关键问题，而且仍然有许多未解之谜，使得这样的发现备受追捧。

这也是只有 JWST 才能实现的视图。天文学家不太清楚会发生什么。用哈勃望远镜拍摄的这个星系的图像会显得空白，因为星系的光因宇宙膨胀而被拉伸到远红外线。

10. Abell 2744 的巨型马赛克

此图像(单击此处查看完整视图)是一个马赛克(许多单独的图像拼接在一起)，以巨大的 Abell 2744 星系团为中心，俗称“潘多拉星团”。JWST 可以检测到的来源的数量和种类之多令人难以置信;除了少数前景恒星外，每个光点都代表整个星系。

在一片不超过满月的一小部分的黑暗天空中，有无数个星系，真正让我们了解我们所居住的宇宙的绝对规模。专业和业余天文学家可能会花费数小时来搜寻这幅图像中的怪事和谜团。

在接下来的几年里，JWST 能够如此深入和遥远地观察宇宙，这将使我们能够回答许多关于我们是如何形成的问题。同样令人兴奋的是我们还无法预见的发现和问题。当您像只有这台新望远镜那样揭开时间的面纱时，这些未知的未知数一定会令人着迷。

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