天目Tech+詹姆斯·韋布空間望遠鏡公布首批「宇宙靚照」暗含哪些宇宙奧秘？

當地時間7月12日，美國國家航空航天局（NASA）正式公布了詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的全彩色照片。這是韋布空間望遠鏡升空半年多來發布的首批照片。

自2021年底升空以來，韋布空間望遠鏡一直備受矚目。這是目前世界上最大、最強的太空天文望遠鏡，由NASA、歐空局、加拿大航天中心合作打造，建造歷時20餘年，耗資高達100億美元。

此次公布的這組照片包含：船底座星雲、南環星雲、系外行星WASP-96 b光譜圖、斯蒂芬五重星系以及韋布首張宇宙深場圖。

絢爛多彩的照片一經發布，便吸引了不少人的注意。這批照片記錄了茫茫宇宙中的哪些信息？本期《天目Tech+》為你揭秘。

星系團SMACS0723 圖源：NASA

一直以來，人類都迫切希望揭開宇宙誕生的秘密。為此，人類先後發射了一系列太空望遠鏡。而韋布空間望遠鏡則致力於捕捉135億年前，宇宙大爆炸後形成的第一批星系發出的光亮。

7月11日，美國總統拜登公布了首張由韋布空間望遠鏡拍攝的照片，即韋布首張宇宙深場圖。這張圖像由韋布空間望遠鏡搭載的近紅外相機拍攝，記錄了星系團SMACS0723在46億年前的樣子。

據NASA官網，這是迄今為止遙遠宇宙最深、最清晰的紅外圖像。受益於星系團的「引力透鏡」效應，我們還能在圖中看到宇宙年齡不到十億年時的星系。這是因為星系團強大的引力場可以彎曲來自其後面更遙遠星系的光線，就像放大鏡彎曲和扭曲圖像一樣。

南天環狀星雲新彩照 圖源：NASA

編號為NGC 3132的行星狀星雲又名「南環星雲」，距離地球大約2500 光年。韋伯望遠鏡上的兩台相機捕捉到了它的最新圖像。

垂垂老矣的恆星會不斷排出的氣體和塵埃雲，歷經數萬年，形成行星狀星雲。觀察星雲如同觀看一部極其慢動作的電影。通過觀察恆星噴出的每一層外殼，研究人員能精確測量其中存在的氣體和塵埃，進一步了解恆星的歷史。

特別的是，南環星雲由兩顆恆星塑造而成。韋伯望遠鏡的紅外圖像首次揭示了另一顆被塵埃所掩蓋的恆星，並展示了這個複雜系統的新細節。

據NASA官網，較亮的恆星還處於其恆星演化的早期階段，未來可能會噴出自己的行星狀星雲。與此同時，更亮的恆星會影響星雲的外觀。當這對恆星繼續相互繞行時，它們會「攪動」氣體和塵埃，從而產生不對稱的圖案。

系外行星的大氣構成 圖源：NASA

WASP-96b距離地球約1150光年，是銀河系中5000多顆已確認的系外行星之一。不同於太陽系中的星體，它是一個巨大的氣態星球，質量不到木星的一半，直徑是木星的1.2倍，比任何繞太陽運行的行星都要「膨脹」。

NASA公布的全色光譜圖揭示了該行星的大氣構成信息，其中捕捉到了水的明顯特徵，以及雲和霧霾的證據。

NASA稱，就像人們擁有獨特的指紋和 DNA 序列一樣，原子和分子也會吸收不同的波長。在行星穿過恆星時，韋伯的近紅外成像儀和無狹縫光譜儀測量了來自WASP-96 系統的光6.4小時。

通過比較這個過程中大氣層過濾的星光與未過濾的星光，研究人員製成了這張透射光譜。根據吸收模式（圖上峰的位置和高度），研究人員能夠測量行星大氣中關鍵氣體的丰度。

在接下來的一年裡，研究人員將使用這張光譜圖，分析數十個系外行星的表面和大氣，包括小型岩石行星、富含氣體和冰的巨行星等。

斯蒂芬五重星系 圖源：NASA

斯蒂芬五重星系是韋伯空間望遠鏡發布圖像中，覆蓋範圍最大的圖像。它覆蓋了月球直徑的約五分之一，包含了超過1.5億像素，由近1000個單獨的圖像文件構成。

斯蒂芬五重星系是一個星系群，由5個星系構成，但實際上只有其中4個星系距離較近，且相互之間存在顯著的引力作用。

藉助近紅外光譜儀、中紅外儀器和近紅外相機，韋伯望遠鏡拍攝的圖像展示了這個星系群中前所未有的細節，能為研究人員提供更多關於星系相互作用是如何推動早期宇宙中的星系演化的信息。

船底座大星雲 圖源：NASA

船底座星雲距離地球約7600光年，是最大、最明亮的星雲之一，其內部孕育著數量眾多的大質量恆星。這張由韋伯太空望遠鏡在紅外光下拍攝的圖像首次揭示了以前不可見的恆星誕生區域，為人們研究恆星的形成提供了新的視野。

NASA稱，這片由星星點綴的「山脈」，實際上是年輕恆星NGC 3324 內巨大的氣腔的邊緣，圖中最高的「峰」大約有7光年高。