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标题: 韦布望远镜被流星砸了？是的，但没坏，还上了新图！ [打印本页]

作者: 潘浦知良 时间: 2022-9-16 13:31
标题: 韦布望远镜被流星砸了？是的，但没坏，还上了新图！
韦布望远镜出新图了！

就在1个月前，为了演示这台红外太空望远镜在差别科学目的上精良的观测性能，趁便证实这将近100亿美元花得够值，官方一下子公布了好几幅韦布拍摄的科学图像，向人类展示了一个前所未见的全新宇宙（拜见《宇宙级“买家秀”，就问你百亿美元值不值？》）。

而这一回，官方正式发布的图像只有一个目的天体，那就是——

车轮星系PGC 2248

韦布望远镜拍摄的车轮星系，由近红外相机和中红外装备拍摄的影像合成 | NASA/ESA/CSA/STScI

车轮星系间隔地球约5亿光年，位于南天的玉夫座（Sculptor）中，由于形似老式马车的车轮而得名。

科学家以为，在很久很久从前，车轮星系是一个平凡的大型旋涡星系，跟我们地点的银河系相似。约莫4亿年前，它与另一个在这张图片中看不到的小星系发生了高速碰撞。这一事故改变了车轮星系的形状和布局，让它变成了本日我们看到的这副容貌。

车轮星系中形成了两个环状布局：一个豁亮的内环围绕着星系中央，另一个色彩丰富的外环则框住了整个星系。这两个环从碰撞中央向外扩展，就像池塘里扔进一块石头后引发的荡漾。

由于存在这些独特的特性，天文学家将它归类为“环状星系”，这一星系范例要比银河系如许的旋涡星系稀有得多。

韦布望远镜用近红外相机拍摄的车轮星系| NASA/ESA/CSA/STScI

然而，只管发生了星系碰撞，大型旋涡星系的大部分特性却得以保存，包罗它的旋臂。它们在内环和外环之间构成了“辐条”，使得整个星系看起来更像老式马车的车轮了。

在近红外和中红外合成的第一幅图像中，旋臂被展示为亮赤色。同样的亮赤色调不但出如今整个车轮星系之中，还出如今左上方谁人稍小一些的旋涡星系之中。

这种颜色标明白星系中富含碳氢化合物的灰尘，由韦布望远镜的中红外装备拍摄。

韦布望远镜用中红外装备拍摄的车轮星系 | NASA/ESA/CSA/STScI

同一个目的，哈勃望远镜早在27年前就举行过观测。但韦布望远镜使用本身强盛的红外线观测本领，展现了这个星系布局中大量前所未见的细节。

红外线，本质上是热辐射，可以或许穿透灰尘云，让韦布看清哈勃望远镜无法看破的空间地区。

韦布公布的最新图像，不但分辨出了车轮星系外环上恒星形成地区内的单颗恒星，还展示了星系中央超大质量黑洞周边非常年轻的恒星群，展现了有关恒星形成和中央黑洞的新细节。

好比，随着外环向外扩张，它将围绕星系的灰尘和睦体向外推，从而引发了恒星的形成。新恒星诞生的地区在近红外图像中体现为小蓝点，分散在整个星系，但在外环中特别会合。

韦布望远镜拍摄的图像提供了一个全新的视角，让我们看到了车轮星系数十亿年来的厘革。

哈勃望远镜与韦布望远镜拍摄的车轮星系对比 | NASA/ESA/CSA/STScI/Mark McCaughrean

从上面这张两代太空望远镜的对比图中，可以或许看到时隔短短27年，固然车轮星系本身没有显着厘革，但恰恰出如今车轮星系火线的银河系内恒星（红框内）却显着移动了一小段间隔。

而更显着的差异，则是韦布望远镜可以或许透过车轮星系，看到它背后的许多更迢遥的星系。

这极大地拓展了人类遥望宇宙的本领。

“韦布不是挂掉了吗？”

就在韦布望远镜公布首批彩图后不久，一则传言开始在外交媒体上流传，大意是——韦布望远镜多次遭受微流星体撞击，已造成不可逆粉碎。

这则传言的遣词和行文，无不引人猜疑：是不是刚拍完第一批图片，代价100亿美元的韦布望远镜就被砸到报废了？

毕竟上，韦布望远镜被微流星体高速撞击，是真的，而且还不止一次。停止到首批科学图片发布之日，韦布共遭受到至少19次撞击。

此中，被形貌为“已造成不可逆粉碎”的那次撞击，发生于5月22日-24日之间，在韦布望远镜金光闪闪的18块主镜片中的一块上，砸出一个显着的凹痕。

韦布望远镜主镜片的对齐环境，左为几年前在地面实验室测得的理想状态，右为6月21日在太空实测的状态，右下那块主镜片上可见显着凹痕 | NASA/STScI

看起来很严厉？确实。但实际上，大型望远镜远没有平凡人想像的那么脆弱。

举个其他望远镜的例子好了。

麦克唐纳天文台口径107英寸的望远镜 | 麦克唐纳天文台

美国得克萨斯州的麦克唐纳天文台，有一台口径107英寸（约2.7米）的望远镜。

1970年2月5日，一名入职不久的新员工喝醉了酒，带了把手枪进入天文台，朝着望远镜主镜连开7枪。发现没能击碎主镜，他又拎了把锤子爬进望远镜，对着主镜咣咣开砸。

云云蓄意粉碎，这台望远镜大概是彻底被毁了吧？当年办这个案子的警长也是这么以为的。

但毕竟上，并没有。

107英寸望远镜主镜上留下的弹孔和被锤子砸崩了的凹坑，摄于2019年主镜被拆下来重新镀膜之时 | JJ Hermes

只管主镜上多了7个弹孔，另有一大片被锤子砸崩了的凹坑，但这台望远镜第二晚就继承投入了观测，拍到了停止当时它拍过的最好一批照片。

这些粉碎对望远镜的影响，仅限于集光本领降落1%，相当于有效口径从107英寸降到了106英寸，并引入了少少量的衍射。

根据麦克唐纳天文台在1970年2月10日发布的转达，全部范例的天文观测都不会受到这一悲剧的影响。

这台望远镜厥后更名为哈兰·史密斯望远镜，至今仍在使用。它以“切身履历”告诉我们，大型天文望远镜并没有那么脆弱。

哈兰·史密斯望远镜主镜上的弹孔细节，其他白点是主镜反光镀膜起泡的结果，重新镀膜即可修复 | JJ Hermes

回到韦布空间望远镜。只管主镜之一受到微流星体的撞击而变形，对成像产生了可以检测的薄弱影响，但对于一台敞开式筹划的空间望远镜来说，这些的撞击本来就无可制止，在筹划之初就已经被思量在内，并准备好了相应的预案。

据韦布团队6月8日发布的一篇博文，他们对受到影响的主镜片举行了微调，乐成抵消了一部分成像失真。现在韦布的成像质量仍远远高出预期，完全有本领完成给它筹划的科学任务。

被微流星体撞到的主镜片，就是箭头所指的这块，编号C3 | NASA

总而言之，被微流星体砸中不假，但韦布望远镜离“挂掉”另有很远。

不停流出的韦布“生图”

“光荣负伤”的韦布望远镜，现在已经睁开了它繁忙的科学观测任务。得益于部分项目的公开透明，韦布的一些观测原始数据会即时公开并提供下载。

颠末天文影像高手的能手后期之后，我们得以在官方发布的图片之外，一窥韦布望远镜眼中更多出色纷呈的宇宙美景。

晨星Earendel

韦布望远镜观测了晨星Earendel——人类已知最迢遥的恒星。

韦布望远镜对人类已知最迢遥的恒星举行了观测 | NASA/ESA/CSA/STScI/CosmicSprngJWST

不，不是图中光芒万丈的那颗，那只是我们银河系内一颗不值一提的远景恒星。

点开图片放大看，你会在右下方找到一条不起眼的弧线。而在这条弧线之上，又有几个不起眼的亮点，此中最不起眼的谁人（下图箭头所指），才是此次观测的真正目的。

上图局部放大，箭头所指即为晨星Earendel | NASA/ESA/CSA/STScI/CosmicSprngJWST

这是哈勃望远镜本年3月30日公布发现的人类已知最迢遥恒星，编号WHL0137-LS，厥后以古英语中代表晨星的Earendel定名。

我们望见的这点微光，是那颗恒星在宇宙大爆炸后约莫9亿年时发出的光亮，花了129亿年的时间才传到地球。随着宇宙连续不停地膨胀，它地点的位置本日离我们已经有280亿光年了。

固然，这颗恒星肯定撑不到如今。它的质量约莫是太阳的50-100倍，寿命最多也就戋戋几百万年。

只管它的光度是太阳的上百万倍，但我们之以是能观测到它，并不是由于它自身够亮，而是由于它的“站位”恰到利益，刚好被图片中央星系团的引力透镜增亮了成千上万倍。

晨星地点的那条弧线，也由于晨星的发现而被定名为日出之弧（Sunrise Arc）。实际上，它是这颗恒星地点的星系，同样被引力透镜扭曲成了这副容貌。至于弧线上晨星两侧更亮的那些亮点，则是被引力透镜放大的星团，并非单颗恒星。

随着韦布望远镜火力全开，估计哈勃创下的最迢遥恒星这个记录，也保持不了太久了吧……

木星

韦布望远镜在红外波段拍摄的木星 | NASA/ESA/CSA/STScI/Andrea Luck

除了迢遥的深空天体，韦布望远镜还能对太阳系里近处的目的举行观测。这张看起来颜色有些“怪异”的木星照片，就是韦布望远镜在演示追踪移动天体的本领时拍摄的。

图中可以清晰地望见木星外貌复杂的云带，以及著名的木星大红斑。注意，大红斑变成了明白斑，是由于韦布拍摄的是木星的红外影像，跟我们肉眼看到的可见光影像不太一样。

细致注意观察木星的左右两侧，可以或许看到细细的木星光环。是的，木星也跟土星一样拥有光环，只不外不像土星光环那样宽大豁亮，很难拍到罢了。

图中还能看到几颗木星的天然卫星。左边最豁亮的是木卫二Europa，它还把本身的影子投在了木星外貌，就在木星大红斑的左侧。

星系中的灰尘

韦布望远镜在中红外波段拍摄的旋涡星系M74中央部分 | NASA/ESA/CSA/Judy Schmidt

M74，双鱼座中正面朝向我们的旋涡星系，间隔地球约3200万光年，巨细与银河系相当，拥有约莫1000亿颗恒星。

这是韦布望远镜使用中红外装备拍摄的M74中央局部，差别波长的影像被人为赋予了红、青、橙等差别的颜色，展现了这个星系中呈螺旋状分布的灰尘。

请注意图片的最中央：星系里险些无处不在的灰尘，在恒星最麋集的星系中央地区，竟然开了个“天窗”。肯定存在某种物理过程，克制了灰尘在那边形成，又大概把那边的灰尘清空了。

韦布望远镜在中红外波段拍摄的棒旋星系NGC 7496，叠加在哈勃望远镜拍摄的可见光图像之上 | NASA/ESA/CSA/Judy Schmidt

天鹤座中心隔我们2400万光年的NGC 7496，则是一个正对着我们的棒旋星系。

韦布在中红外波段拍摄的影像（上图中的赤色），同样展现出了这个星系中灰尘的螺旋状分布。

与M74差别的是，这个星系的中央没有灰尘“天窗”，反而非常豁亮，表明星系中央的超大黑洞与灰尘存在活泼的互动。

韦布望远镜在中红外波段拍摄的旋涡星系IC 533，叠加在可见光图像之上 | NASA/ESA/CSA/Judy Schmidt

另有水蛇座中心隔地球约2.49亿光年的旋涡星系IC 533，直径约7.5万光年，比银河系略小。韦布同样用中红外装备，观测了此中螺旋状的灰尘分布。

对星系中灰尘的过细观测，将让我们更好地相识星系中恒星的形成过程，相识星系的布局及其演化历程。

最迢遥星系

GLASS-z13，让韦布冲破了哈勃最迢遥天体的记录 | Naidu et al, P. Oesch, T. Treu, GLASS-JWST, NASA/CSA/ESA/STScI

是的，哈勃望远镜此前创下的已知最迢遥天体记录，已经被韦布望远镜冲破了！就是图中这个放大后也仍然看不出细节的红点，称为GLASS-z13。

这里的z代表宇宙学红移，是天文学家用来形貌迢遥天体离我们有多远的一个紧张指标。红移越大，天体离我们越远，也意味着它在时间上越长远。

GLASS-z13的红移约莫是12.3，意味着光从那边出发时，宇宙的巨细只有本日的1/13.3那么大。当时它离我们这个位置约莫25亿光年，随着宇宙不停膨胀，本日它离我们已经有330亿光年了。

它发出的光花了134亿年才传到地球——换句话说，我们看到的这个天体，存在于宇宙诞生仅3.5亿年之时。

而此前由哈勃望远镜发现的最迢遥天体，GN-z11，存在于宇宙诞生约4亿年时。韦布把这一记录向前推进了1亿年！

没过多久，这个新记录就又被韦布本身给冲破了。

韦布拍摄的CEERS-93316，红移到达16.7 | Donnan et al, NASA/CSA/ESA/STScI

上面这个同样看不出细节的红点，称为CEERS-93316，红移到达16.7。换句话说，我们看到的这点微光，存在于宇宙诞生仅2.3亿年之时。

GLASS-z13保持了不到一天的记录，又被韦布向前推进了高出1亿年！

当时天文学家的心情，用下面这幅梗图来刻画，再恰当不外了。

没有最远，只有更远 | 图源网络

你以为这就到头了？怎么大概……

只管仍有争议，但随着韦布望远镜火力全开，在认证最迢遥天体这条路上，天文学家已经奔着红移20绝尘而去了。

连梗图都将近不敷用了…… | 图源网络

管中窥宇宙

韦布望远镜在近红外波段拍摄的球状星团M92外围 | NASA/ESA/CSA/Judy Schmidt

这是武仙座中心隔地球2.67万光年的球状星团M92，由韦布望远镜使用多个滤镜拍摄，不外只拍了星团东西两侧的外围。

它算是北半球夜空中比力豁亮的球状星团了，惋惜离武仙座大球状星团M13太近，经常被天文爱好者忽视。

“沃尔夫-隆达马克-梅洛帝”附近天区|NASA / ESA / CSA / Daniel R. Weisz (PI)/Kevin M. Gill

这是鲸鱼座中名为“沃尔夫-隆达马克-梅洛帝”的一个不规则矮星系附近的星族，由韦布望远镜的中红外相机拍摄。诸多星系散布在这些恒星之间，形态各异。

北斗七星斗柄附近天区 | NASA/STScI/CEERS/TACC/S. Finkelstein/M. Bagley/Z. Levay

这是北斗七星斗柄附近的天区，由韦布望远镜的近红外相机拍摄的690张单帧图像叠加拼接而成，覆盖的天区面积是韦布公布的首张深场照片的8倍。

一些存在于宇宙早期的复杂星系被标注并放大体现，可以想像一下这幅图片原图的全貌。

……

韦布望远镜不停流出的这些科学图像，向我们展示了一个前所未见的全新宇宙。

信赖我，这真的只是个开始。

请连续关注果壳，别错过韦布眼中所见最美的太空奇景。

作者：Steed
编辑：Steed
封面图泉源：NASA/ESA/CSA/STScI

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