經過了漫長的飛行和調試，美國的太空望遠鏡詹姆斯·韋伯，終於拍攝了最新的照片，這些照片也引發了所有天文愛好者的關注和熱議。
韋伯的照片應該說拍得是真的不錯，據美國的天文界評論，韋伯拍攝照片的距離已經超過了當年的哈勃。韋伯這些照片的視場寬度、清晰的程度以及能夠拍攝的距離，都全面超越了哈勃。但這張照片中不管是非常古老的星系，還是星系的雲團，都不是我們的肉眼可以直接看到的，即便是我們站在韋伯所處的位置上，我們的眼睛也看不到這樣的圖景，這是為什麼呢？
韋伯太空望遠鏡拍攝的首張全彩色圖像 圖源：NASA
因為這張照片韋伯是用了12個半小時，進行長時間的曝光合成之後製作形成的。因為韋伯使用的並不全是可見光的頻段，所以我們的眼睛看不到這樣的景象。那為什麼在紅外光線的頻段更容易看到遙遠的星體呢？
這個道理說起來也比較有意思，宇宙大爆炸初期的膨脹速度是非常之大的，所以，星體之間彼此的距離增加非常快。我們都有這樣的感受，當一列火車由遠即近，經過我們的身邊，再駛向遠方的時候，如果它鳴笛，你會先聽到這個火車的汽笛聲從遠處傳來，非常的悠揚低沉，在火車駛近後，汽笛聲迅速地在你面前變得尖利，然後再隨著駛遠轉向悠揚低沉，這就是聲波傳播的一個多普勒效應，而光作為一種具有波形特徵的傳播體，同樣具有這樣的特徵。如果一個星系在離我們遠去，那麼光線到達我們的眼睛或者觀測設備的時候，它的波長也會變長，頻率也會降低，這個效果就跟上面說的火車汽笛聲差不多。
用韋伯太空望遠鏡觀察的宇宙 圖源：NASA
那麼，在我們光譜分析的時候，你會發現波長變長了以後的光線，會向紅外方向移動，這種特點被叫做紅移，就是它整個的光譜線全部向紅外線的一側偏移。
所以說，如果要看到非常久遠的天體，可見光就不太管用了，遙遠的宇宙膨脹產生的星體遠去的速度，已經讓這些光線大部分都變成了紅外光線，包括近紅外中紅外甚至遠紅外，在這樣的波段上你才可能看到它。
所以韋伯搭載的設備，很重要的一項就是近紅外和中紅外的成像設備，包括在這個頻段的光譜儀器。從照片上可見，韋伯的成像能力還是很不錯的，合成之後的景象非常的美妙。據美國天文學家稱，這個顏色其實是後期處理的，並且代表了一些特徵。比如說藍色的星系，其中包括很多的星體，它的星際塵埃比較少；而紅色的星系，則是包裹著厚厚的星際塵埃；綠色的星系團則是富含碳氫化合物及其他的化學物質。
斯蒂芬五重星系 圖源：NASA
同時，我們再看到韋伯拍攝的這個照片時，還會發現一個重要的特點，你會感覺這些星系都成為一個按照圓周的環列的布局的形式，實際上這並不是一個自然特徵，而是由於引力透鏡的作用。
因為離我們比較近的龐大星系的巨大引力，會對他背後更為遙遠的星系經過的光線形成一個彎曲效應，這些光線經過這些比較近的星系引力彎曲以後，再到達我們的觀測設備，就導致我們看到的遙遠星系好像是經過了一個透鏡一樣會被放大，同時也會出現一些形體的變化。就導致我們會看到很多星系似乎是環列在一個近似圓周的這樣一個形狀上。引力透鏡有一個非常大的好處，它可以讓我們看到非常古老的，比我們更近處的星系，還要遙遠得多的星星。
南環星雲 圖源：NASA
韋伯身上還搭載了重要的光譜儀，通過這些光譜儀可以來判斷哪些來自遙遠星系的光線更為古老。雖然我們已經通過韋伯的照片看到了46億年前的星系，但實際上韋伯通過光譜儀還找到了更為古老的光線，至少一類光線來自於130億年前的天體，這些光線應該距離宇宙形成之初，不超過十億年，這也是人類迄今為止發現的最為古老的光線。
那麼，這些來自億萬年前，甚至幾十億年前的光線究竟帶給我們什麼？這些光線一定蘊藏著遠古的信號，但是今天那個星系是什麼樣子？我們已不得而知，因為光線本身的傳播特徵，註定了我們看到的很多光線是來自於古老的歷史，但無論如何，韋伯所身處的環境，以及它搭載的成像和光譜設備，幫助韋伯找到了更為古老的星系和更為古老的光線。
韋伯望遠鏡 圖源：NASA
我們再來說說，韋伯的運行環境。事實上，韋伯能夠有這樣好的一個照片成像，包括這樣的觀測機會，來自於它所處位置——日地L2拉格朗日點。這個位置最大的好處就是它把太陽和地球永遠拋在身後，它永遠是象徵宇宙的深處在瞄準，而光這樣瞄準還不行，韋伯與哈勃不同，哈勃是處在一個環地軌道上，太陽的輝光時不時的會影響它成像，因為這相當於一個背景的光污染。為了徹底屏蔽掉太陽的背景輻射，韋伯還自帶了好幾層的一個遮陽翻板，這個東西打開以後，會把太陽光屏蔽在背後，韋伯就身處在一個太陽的陰影中，如此的環境，使得韋伯能夠接收到來自遙遠的宇宙深處的微弱紅外信號，也正因如此，韋伯給我們提供了這樣好的照片。
中國會不會未來有類似的照片呢？我想大家不用急，隨著中國未來巡天太空望遠鏡的升空，我們也會有自己的升空的觀測平台，也會有可見光和紅外波段的這樣的照片問世。中國人在太空的觀測平台上會看得越來越遠，照片也會拍得越來越真，越來越清晰。
