宇宙到底有多大?150萬公里外的韋伯望遠鏡,傳回的照片讓人絕望

2026年02月24日19:12:07 科學 1708

2021年12月25日從法屬蓋亞那發射升空,經過一個月調整,2022年1月底到達L2附近的暈軌道。7月12日NASA公開首批全彩圖像和光譜數據,其中最震撼的一張是SMACS 0723星系團深場。

只用了12.5小時曝光,就拍到一個相當於一粒沙子大小的天區,裡面擠滿了數千個星系。星系團本身離我們約46億光年,但引力透鏡把更遠的星系放大,那些光線來自宇宙大爆炸後不到10億年的時期。

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另一張是鷹狀星雲里的創生之柱,10月19日發布,顯示幾光年高的氣體柱子,裡面正在形成大質量恆星。照片記錄的是6500萬年前的樣子,因為光要走那麼久才到我們這裡。

孫鳳梧解釋說,這台望遠鏡主鏡直徑6.5米,比哈勃的2.4米大得多,集光面積大概是哈勃的9倍,所以只用半天曝光,就能達到哈勃以前用兩周才有的深度。

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圖片里密密麻麻全是星系,有些光線來自宇宙年齡才幾億年的時期,比以前看到的要早很多。他們提到團隊當時在分析數據,想找紅移特別高的星系,就是宇宙最早期的那些。

呂建偉補充說,韋伯在中紅外和近紅外波段特彆強,能穿透塵埃,看到更暗的物體,這張深場就是展示它極限能力的最好例子。

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接下來他們聊船底座星雲。這張照片里一邊是厚厚的塵埃雲,一邊是新形成的恆星閃著光。嘉賓說,大質量恆星形成後會吹出強烈星風,像把周圍氣體推開一樣,塵埃表面還能幫助氫原子結合成分子,所以在塵埃和空曠區域的邊界特別明顯。

照片顏色對比鮮明,橙紅的塵埃和藍白的星光分得清清楚楚,比哈勃以前拍的細節多多了,能看出恆星誕生和周圍環境的互動。

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南環星雲那張講的是恆星死亡的過程。老年恆星把外層大氣拋出來,在合適溫度和元素條件下凝結成塵埃殼層。圖片中心是殘留的恆星,周圍一層層氣體雲從藍白過渡到橙紅,顯示恆星一生都跟塵埃有關係。

呂建偉提到,跟哈勃舊照片對比,韋伯紅外波長能穿透更多塵埃,把以前看不清的結構拍清楚了。

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史蒂芬五重奏那張是顯示韋伯觀測能力的典型例子。四個背景星系正在相互作用,引力把氣體拉出長尾巴,碰撞產生激波加熱區域。中紅外儀器能分辨不同位置的氣體成分和運動速度,塵埃橋和扭曲臂看得特別清楚。

孫鳳梧說,這張照片用到了歐洲貢獻的儀器,空間解析度比以前的中紅外設備高一個數量級,能做積分場光譜,看星系不同部位的細節。

最後一張是系外行星WASP-96b的傳輸光譜。行星凌星的時候,不同波長光被大氣吸收的程度不一樣,曲線顯示出水蒸氣的吸收峰。這說明韋伯能直接研究行星大氣成分,雖然這顆行星比較熱,不適合生命,但證明水在系外行星大氣里能被檢測到。

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他們還提到6月30日團隊第一次看到韋伯拍的木星圖像。從伽利略時代開始,每台新望遠鏡都要先看木星,這次韋伯不僅看到四顆伽利略衛星,還拍到衛星在木星上的投影、微弱的木星環,甚至大氣層被照亮的結構。

關於照片處理,嘉賓明確說,就是調了顏色讓視覺效果更好看一些,沒亂加星星或者改結構,這是正常做法。真實科學數據公開後,大家都能下載原始文件自己處理。

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照片怎麼選的,這點挺有意思。連一些首席科學家都不完全知道細節,是一個很小的內部團隊決定的,目的是展示韋伯各種模式的能力,覆蓋從遙遠星繫到恆星形成、星系互動、再到行星大氣這些主要天文學方向。

韋伯望遠鏡到現在2026年2月還在正常運行。2025年1月它用近紅外光譜儀連續觀測天王星15小時,第一次做出上層大氣三維溫度和帶電粒子分布圖,顯示大氣還在冷卻。

近期它還拍到附近星系裡超新星的前身紅超巨星,這是其他望遠鏡沒做到的。這些新數據繼續幫我們拼宇宙拼圖。

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