韋布望遠鏡公布第一批震撼照片！ 科學家稱花了很久才明白照片在表達什么

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

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

另一個關(guān)鍵的區(qū)別是，韋布配備了相機和其他對紅外輻射敏感的儀器。宇宙膨脹導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。

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

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戈達德太空飛行中心天體物理學家簡·里格比(Jane Rigby)說，“我們只需要打造一個望遠鏡，看看那里有什么。”

韋布望遠鏡高級項目科學家約翰·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)。”

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

NASA負責科學任務的副局長托馬斯·祖布臣（Thomas Zurbuchen）透露，“我們最擔心的只是微隕石環(huán)境，”他指的是5月份一顆小太空巖石劃破了望遠鏡鏡面。他認為，一種可能的解決方案是讓望遠鏡在太空中“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。他還強調(diào)，成功展示圖像并沒有抹去這項超支任務中不那么光彩的時刻。“人們告訴我，’在你看到第一張照片后，你就會忘記，’”祖布亨說，“實際上我們永遠不會忘記。我們要吸取這些教訓。”

華盛頓大學天文學教授布魯斯·巴里克(Bruce Balick)談到南環(huán)星云中漂浮的復雜碳分子時說：“這些恒星中多環(huán)芳烴的形成可能是生命起源中的一個非常重要部分。”“（圖像）讓我目瞪口呆。”

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

斯特勞恩補充說，圖像不禁讓她聯(lián)想到整個星云的規(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。“我們是由同樣的物質(zhì)組成的。”

“這些圖像讓我大吃一驚，”卡內(nèi)基天文臺天文學家艾倫·德雷斯勒(Alan Dressler)說，他在30年前曾參與韋布望遠鏡的規(guī)劃。“看來我還不像我自己想的那么倦怠。”

他補充說：“我們對宇宙的理解將會像哈勃望遠鏡那樣深刻，這確實能說明一些問題。”我們正在準備進行一場偉大的冒險。”

資料圖

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

科學家一直在等待韋布望遠鏡能像哈勃定義過去三十年的天文學一樣，繼續(xù)改變天文觀測。韋布最初是下一代太空望遠鏡，后來發(fā)展成了紅外望遠鏡，能夠感知來自宇宙中最早恒星和星系的熱量。

一個早期計劃委員會得出的結(jié)論是，這臺望遠鏡的直徑至少需要達到4米，才能對紅外輻射高度敏感，這要耗資10億美元。當時的美國宇航局局長丹·戈爾丁(Dan Goldin)擔心4米直徑的望遠鏡太小，無法看到第一代恒星，所以把尺寸增加到了8米。

然而，如果望遠鏡的直徑擴大一倍，將無法搭載在任何火箭上。這意味著望遠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鏡的7倍。

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

“韋布成了完美風暴，”德雷斯勒回憶說。“成本越高，它就越關(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：“當你使用一臺價值100億美元的望遠鏡時，不會有小問題。”“很難知道哪些是重點，哪些不是。”

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

周二發(fā)布會結(jié)束時，祖布臣和馬瑟上臺祝賀團隊。馬瑟說，他從來沒有擔心過望遠鏡會不成功。“雖然也許我應該這么做，”他補充說。

祖布臣反駁道：“我的工作就是擔心。”