经过了漫长的飞行和调试，美国的太空望远镜詹姆斯·韦伯，终于拍摄了最新的照片，这些照片也引发了所有天文爱好者的关注和热议。
韦伯的照片应该说拍得是真的不错，据美国的天文界评论，韦伯拍摄照片的距离已经超过了当年的哈勃。韦伯这些照片的视场宽度、清晰的程度以及能够拍摄的距离，都全面超越了哈勃。但这张照片中不管是非常古老的星系，还是星系的云团，都不是我们的肉眼可以直接看到的，即便是我们站在韦伯所处的位置上，我们的眼睛也看不到这样的图景，这是为什么呢？
韦伯太空望远镜拍摄的首张全彩色图像 图源：NASA
因为这张照片韦伯是用了12个半小时，进行长时间的曝光合成之后制作形成的。因为韦伯使用的并不全是可见光的频段，所以我们的眼睛看不到这样的景象。那为什么在红外光线的频段更容易看到遥远的星体呢？
这个道理说起来也比较有意思，宇宙大爆炸初期的膨胀速度是非常之大的，所以，星体之间彼此的距离增加非常快。我们都有这样的感受，当一列火车由远即近，经过我们的身边，再驶向远方的时候，如果它鸣笛，你会先听到这个火车的汽笛声从远处传来，非常的悠扬低沉，在火车驶近后，汽笛声迅速地在你面前变得尖利，然后再随着驶远转向悠扬低沉，这就是声波传播的一个多普勒效应，而光作为一种具有波形特征的传播体，同样具有这样的特征。如果一个星系在离我们远去，那么光线到达我们的眼睛或者观测设备的时候，它的波长也会变长，频率也会降低，这个效果就跟上面说的火车汽笛声差不多。
用韦伯太空望远镜观察的宇宙 图源：NASA
那么，在我们光谱分析的时候，你会发现波长变长了以后的光线，会向红外方向移动，这种特点被叫做红移，就是它整个的光谱线全部向红外线的一侧偏移。
所以说，如果要看到非常久远的天体，可见光就不太管用了，遥远的宇宙膨胀产生的星体远去的速度，已经让这些光线大部分都变成了红外光线，包括近红外中红外甚至远红外，在这样的波段上你才可能看到它。
所以韦伯搭载的设备，很重要的一项就是近红外和中红外的成像设备，包括在这个频段的光谱仪器。从照片上可见，韦伯的成像能力还是很不错的，合成之后的景象非常的美妙。据美国天文学家称，这个颜色其实是后期处理的，并且代表了一些特征。比如说蓝色的星系，其中包括很多的星体，它的星际尘埃比较少；而红色的星系，则是包裹着厚厚的星际尘埃；绿色的星系团则是富含碳氢化合物及其他的化学物质。
斯蒂芬五重星系 图源：NASA
同时，我们再看到韦伯拍摄的这个照片时，还会发现一个重要的特点，你会感觉这些星系都成为一个按照圆周的环列的布局的形式，实际上这并不是一个自然特征，而是由于引力透镜的作用。
因为离我们比较近的庞大星系的巨大引力，会对他背后更为遥远的星系经过的光线形成一个弯曲效应，这些光线经过这些比较近的星系引力弯曲以后，再到达我们的观测设备，就导致我们看到的遥远星系好像是经过了一个透镜一样会被放大，同时也会出现一些形体的变化。就导致我们会看到很多星系似乎是环列在一个近似圆周的这样一个形状上。引力透镜有一个非常大的好处，它可以让我们看到非常古老的，比我们更近处的星系，还要遥远得多的星星。
南环星云 图源：NASA
韦伯身上还搭载了重要的光谱仪，通过这些光谱仪可以来判断哪些来自遥远星系的光线更为古老。虽然我们已经通过韦伯的照片看到了46亿年前的星系，但实际上韦伯通过光谱仪还找到了更为古老的光线，至少一类光线来自于130亿年前的天体，这些光线应该距离宇宙形成之初，不超过十亿年，这也是人类迄今为止发现的最为古老的光线。
那么，这些来自亿万年前，甚至几十亿年前的光线究竟带给我们什么？这些光线一定蕴藏着远古的信号，但是今天那个星系是什么样子？我们已不得而知，因为光线本身的传播特征，注定了我们看到的很多光线是来自于古老的历史，但无论如何，韦伯所身处的环境，以及它搭载的成像和光谱设备，帮助韦伯找到了更为古老的星系和更为古老的光线。
韦伯望远镜 图源：NASA
我们再来说说，韦伯的运行环境。事实上，韦伯能够有这样好的一个照片成像，包括这样的观测机会，来自于它所处位置——日地L2拉格朗日点。这个位置最大的好处就是它把太阳和地球永远抛在身后，它永远是象征宇宙的深处在瞄准，而光这样瞄准还不行，韦伯与哈勃不同，哈勃是处在一个环地轨道上，太阳的辉光时不时的会影响它成像，因为这相当于一个背景的光污染。为了彻底屏蔽掉太阳的背景辐射，韦伯还自带了好几层的一个遮阳翻板，这个东西打开以后，会把太阳光屏蔽在背后，韦伯就身处在一个太阳的阴影中，如此的环境，使得韦伯能够接收到来自遥远的宇宙深处的微弱红外信号，也正因如此，韦伯给我们提供了这样好的照片。
中国会不会未来有类似的照片呢？我想大家不用急，随着中国未来巡天太空望远镜的升空，我们也会有自己的升空的观测平台，也会有可见光和红外波段的这样的照片问世。中国人在太空的观测平台上会看得越来越远，照片也会拍得越来越真，越来越清晰。
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