韋布望遠(yuǎn)鏡公布第一批震撼照片！ 科學(xué)家稱花了很久才明白照片在表達(dá)什么

7月13日消息，當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二，美國國家航空航天局（NASA）公布了詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的首批宇宙深空圖像。五張全彩圖像表明望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行比預(yù)期要好，讓科學(xué)家們激動(dòng)不已，也讓公眾眼花繚亂。

韋布望遠(yuǎn)鏡是迄今為止最強(qiáng)大的太空天文臺，其主鏡直徑為6.5米，而哈勃望遠(yuǎn)鏡的主鏡直徑為2.4米，這使韋布望遠(yuǎn)鏡聚光能力大約是哈勃望遠(yuǎn)鏡的7倍，因此有能力看到更遙遠(yuǎn)的過去。韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的首批圖像展示了人類之前看不見的宇宙圖景，為科學(xué)家研究古代新生宇宙提供了新視角。

另一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別是，韋布配備了相機(jī)和其他對紅外輻射敏感的儀器。宇宙膨脹導(dǎo)致正常情況下的可見光逐漸拉成波長更長的紅外線，人肉眼通常是觀察不到的。

但哈勃望遠(yuǎn)鏡也有優(yōu)勢。其運(yùn)行在近地軌道上，宇航員可以修理損壞或磨損的組件，或安裝更強(qiáng)大的新儀器。這些修修補(bǔ)補(bǔ)能延長哈勃望遠(yuǎn)鏡的壽命，遠(yuǎn)超出最初設(shè)計(jì)。

本周二公布的宇宙圖像和其他數(shù)據(jù)由專家們從一系列可能的來源中挑選出來，其中有星系團(tuán)SMACS0723、系外行星的大氣構(gòu)成、南天環(huán)狀星云新彩照、史蒂芬五重星系、船底座大星云，著重展示了韋布望遠(yuǎn)鏡的探測范圍和功率。

“它們一直都在那里，”馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心天體物理學(xué)家簡·里格比(Jane Rigby)說，“我們只需要打造一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，看看那里有什么?！?/p>

韋布望遠(yuǎn)鏡高級項(xiàng)目科學(xué)家約翰·馬瑟(John Mather)則說：“我們正在尋找宇宙大爆炸產(chǎn)生的第一種物質(zhì)?！?/p>

在未來的幾個(gè)月里，NASA將通過“早期發(fā)布科學(xué)計(jì)劃”(Early Release Science Programs)公布更多望遠(yuǎn)鏡圖像。還有一些結(jié)果將于周四公布，其中包括望遠(yuǎn)鏡在太空中展開時(shí)收集的數(shù)據(jù)，以及更遠(yuǎn)的星系圖像。

NASA負(fù)責(zé)科學(xué)任務(wù)的副局長托馬斯·祖布臣（Thomas Zurbuchen）透露，“我們最擔(dān)心的只是微隕石環(huán)境，”他指的是5月份一顆小太空巖石劃破了望遠(yuǎn)鏡鏡面。他認(rèn)為，一種可能的解決方案是讓望遠(yuǎn)鏡在太空中“向后”飛行，這樣一來，任何塵埃都將只能擊中鏡子的背面，而不是正面。他還強(qiáng)調(diào)，成功展示圖像并沒有抹去這項(xiàng)超支任務(wù)中不那么光彩的時(shí)刻?！叭藗兏嬖V我，’在你看到第一張照片后，你就會(huì)忘記，’”祖布亨說，“實(shí)際上我們永遠(yuǎn)不會(huì)忘記。我們要吸取這些教訓(xùn)?！?/p>

華盛頓大學(xué)天文學(xué)教授布魯斯·巴里克(Bruce Balick)談到南環(huán)星云中漂浮的復(fù)雜碳分子時(shí)說：“這些恒星中多環(huán)芳烴的形成可能是生命起源中的一個(gè)非常重要部分?！薄埃▓D像）讓我目瞪口呆。”

“我花了有一段時(shí)間才弄明白這張照片在表達(dá)什么，”望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目科學(xué)家安布爾·斯特勞恩(Amber Straughn)指著一個(gè)船底座星云圖像中的崎嶇結(jié)構(gòu)說。

斯特勞恩補(bǔ)充說，圖像不禁讓她聯(lián)想到整個(gè)星云的規(guī)模，充滿了各種恒星和行星。

“我們?nèi)祟愓娴呐c宇宙相連，”她說?！拔覀兪怯赏瑯拥奈镔|(zhì)組成的。”

“這些圖像讓我大吃一驚，”卡內(nèi)基天文臺天文學(xué)家艾倫·德雷斯勒(Alan Dressler)說，他在30年前曾參與韋布望遠(yuǎn)鏡的規(guī)劃?！翱磥砦疫€不像我自己想的那么倦怠?！?/p>

他補(bǔ)充說：“我們對宇宙的理解將會(huì)像哈勃望遠(yuǎn)鏡那樣深刻，這確實(shí)能說明一些問題。”我們正在準(zhǔn)備進(jìn)行一場偉大的冒險(xiǎn)?！?/p>

資料圖

隨著各種圖像的陸續(xù)公布，“天文學(xué)家將會(huì)瘋狂地沉迷于其中！”加州大學(xué)圣克魯茲分校研究員、40年前望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目發(fā)起人加斯·伊林沃思(Garth Illingworth)在一封電子郵件中寫道。

科學(xué)家一直在等待韋布望遠(yuǎn)鏡能像哈勃定義過去三十年的天文學(xué)一樣，繼續(xù)改變天文觀測。韋布最初是下一代太空望遠(yuǎn)鏡，后來發(fā)展成了紅外望遠(yuǎn)鏡，能夠感知來自宇宙中最早恒星和星系的熱量。

一個(gè)早期計(jì)劃委員會(huì)得出的結(jié)論是，這臺望遠(yuǎn)鏡的直徑至少需要達(dá)到4米，才能對紅外輻射高度敏感，這要耗資10億美元。當(dāng)時(shí)的美國宇航局局長丹·戈?duì)柖?Dan Goldin)擔(dān)心4米直徑的望遠(yuǎn)鏡太小，無法看到第一代恒星，所以把尺寸增加到了8米。

然而，如果望遠(yuǎn)鏡的直徑擴(kuò)大一倍，將無法搭載在任何火箭上。這意味著望遠(yuǎn)鏡鏡面必須是可折疊的，而且必須在太空中展開。NASA最終確定6.5米寬的反射鏡，聚光能力是哈勃望遠(yuǎn)鏡的7倍。

此外，望遠(yuǎn)鏡必須冷卻到零下228攝氏度，以防止望遠(yuǎn)鏡自身的熱量淹沒來自遙遠(yuǎn)恒星的微弱輻射。除此之外，NASA還為韋布望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)了一個(gè)漫長而昂貴的測試項(xiàng)目。結(jié)果成本漲到了80億美元。2011年，美國國會(huì)幾乎要取消這個(gè)項(xiàng)目。

“韋布成了完美風(fēng)暴，”德雷斯勒回憶說?！俺杀驹礁撸驮疥P(guān)鍵，不能失敗，這讓它變得更加昂貴。”

在一次早期的測試中，遮陽板撕裂了。NASA副局長祖布臣說：“當(dāng)你使用一臺價(jià)值100億美元的望遠(yuǎn)鏡時(shí)，不會(huì)有小問題?！薄昂茈y知道哪些是重點(diǎn)，哪些不是?！?/p>

自2011年起擔(dān)任韋布望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目經(jīng)理的比爾·奧克斯(Bill Ochs)說，韋布望遠(yuǎn)鏡代表了大約2萬名工程師、天文學(xué)家、技術(shù)人員和管理人員的共同努力。

周二發(fā)布會(huì)結(jié)束時(shí)，祖布臣和馬瑟上臺祝賀團(tuán)隊(duì)。馬瑟說，他從來沒有擔(dān)心過望遠(yuǎn)鏡會(huì)不成功?！半m然也許我應(yīng)該這么做，”他補(bǔ)充說。

祖布臣反駁道：“我的工作就是擔(dān)心。”