韦伯望远镜首批照片发布!25年烧掉100亿美元,每张信息量爆炸,今天这张照片值得热搜!

【新西兰生活网】美国东部时间7月11日晚,白宫召开了一场特别的线上会议,主持的是总统拜登。

没想到,整个线上发布会的主要内容,是要让拜登公布一条最新的科研成果:

由NASA牵头制造的,人类有史以来最强大的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope, JWST),发布了运行以来的首张全彩深空照片!

这是一张距离地球46亿光年,位于飞鱼星座南部的SMACS 0723星系团的照片。

这是人类第一次,将这么遥远距离的星系拍得如此清晰。

这也是韦伯太空望远镜在发射之后经过几个月的调试和校准后公布的第一张正式全彩照片。

这张照片的发布也意味着,韦伯太空望远镜的经过初期的运行测试,已经可以正式展开紧锣密鼓的科研观测。

在未来为人类探索宇宙奥秘时,它将走出稳定而坚实的步伐。

而就在这篇文章发布之前的北京时间12日晚上10点30分,NASA进行了正式的发布直播,放出更多关于这一系列图片的细节!

今天,我们就来讲讲韦伯望远镜的这第一张正式照片给我们带来的震撼!

之前,我们为大家介绍过韦伯太空望远镜从立项到发射升空的艰辛历程。

如今,韦伯在抵达预定位置——地球外侧约150万公里的拉格朗日L2点后,又经历了大半年时间的测试和校准,终于正式开始工作,送回了第一张高清全彩照片,这一切同样来之不易。

韦伯太空望远镜是为了接替,以及升级前辈哈勃太空望远镜的观测局限而诞生的。

由于哈勃望远镜对红外线的观测能力不足,难以捕捉到更古老,更遥远的红外线“冷光”。

加上它位于地球附近的太空,容易受到各种干扰,还出现过几次故障。

因此,美国宇航局NASA于1996年立项开发韦伯望远镜,用于观测更遥远更深空的宇宙。

科学界曾作过一个形象的比喻:

哈勃太空望远镜能观测的是成年,青年的星系。而韦伯太空望远镜能观测到的是更遥远的幼儿,婴儿时期的星系。

可以说,韦伯太空望远镜就是为探索宇宙起源这类终极奥秘而生的!

而韦伯太空望远镜也不负众望,在前后经历了二十五年研发,耗资100多亿美元后,终于成为了集人类多领域顶尖科技于一身的强大观测仪器。

从精密的黄金反射镜面…

到利用声波来实现热量交换的脉管制冷机——被NASA工程师们称为韦伯太空望远镜的“最强黑科技”。

再到自燃推进剂推进器系统,每个部分都用上了当时最顶尖可靠的科技。

当然,最重要的还是这组仪器,韦伯太空望远镜用于拍照的核心设备,近红外摄像机(Near-Infrared Camera,NIRCam)。

它是韦伯太空望远镜的眼睛,人们需要通过它来捕捉哈勃望远镜也触不可及的深空。

除了这些仪器之外,更难的,是让韦伯太空望远镜成功展开。

因为韦伯望远镜如此之大,没有办法塞下任何一种火箭,因此科学家只能把他折叠起来,塞进火箭的整流罩内。等发射上太空之后,再一步一步从折叠体慢慢展开成完全体。

因此,

韦伯太空望远镜发射成功后,刚进入太空的前十天,依旧是让NASA科学家们无比紧张的十天。

这十天里,望远镜的防光罩要按一定的步骤缓慢展开,中间有300个容易出错的地方,错一步,整个耗尽20年的项目就彻底完蛋。短短十天里,一路上有300个让100亿美元打水漂的坑…

好在一切顺利,韦伯太空望远镜的防光罩顺利展开,它开始朝着预定地点前进。

今年1月24日,韦伯经过近一个月的飞行,终于抵达了拉格朗日L2点,这是一处在地球太阳引力同时作用下保持相对静止,能稳定观测深空的点。

千辛万苦终于抵达了目的地。

接下来的首要工作便是对望远镜进行调试。

这期间,韦伯太空望远镜开始发回一些照片,大多都是根据进行功能调试时的照片。

比如这张看起来像马赛克的图片,其实是韦伯的18个镜面向着不同的随机角度,对同一颗星星单独反射的组合成像。

还有这种宇宙级自拍照…

经过半年多的漫长调试,在确定全部功能运行正常后,上周,韦伯太空望远镜终于开始了正式工作。

这次公布的这第一张,拍摄的是飞鱼星座南部的SMACS 0723星系团。

(韦伯太空望远镜)

这张照片,足够让科研人员激动万分了。

对于很多科学家来说,这是一个很熟悉的天区。

因为早在很多年前,前辈哈勃太空望远镜就拍摄过这个区域。科学家已经研究过这个区域里的每一个细节。

在哈勃的眼里,这块区域是这样的

(哈勃太空望远镜)

虽然有很多细节,但是星系相对都还比较暗淡。

但是在韦伯太空望远镜拍摄下,这次多出的深空细节简直太震撼了!

我们再看一下韦伯望远镜的版本

对比看看更细节的部分,

图像中心偏右的位置,哈勃能拍摄到各种星系,但是有些模糊。

而韦伯拍到的图片,星系呈现漩涡的形态清晰可见

左下方的位置,哈勃拍出的照片很难辨别星星和星系。

而韦伯的高清图片,不仅能一眼辨认出星系,甚至还能看到呈雾状的星云…

局部的同一位置的对比,更能看出性能的差距…

哈勃拍摄

韦伯拍摄,原本暗淡的星系,现在细节全出来了。

很多哈勃拍摄不到的星系,韦伯都看到了

哈勃拍摄

韦伯拍摄

哈勃拍摄

韦伯拍摄

甚至,由于光线在宇宙间受(黑洞,星系等天体)引力影响发生的引力透镜效应(gravitational lensing),也能从图片上更清晰地看出来。

在哈勃拍摄的版本里,我们依稀看到了引力透镜的存在

而在韦伯拍摄的版本里,这一被引力透镜拉长的星系细节清晰的呈现了出来。

哈勃拍摄

韦伯拍摄

对比之下,我们可以更直观地看到,韦伯拍摄的SMACS 0723星系团的确比哈勃清晰很多倍,细节也更多更丰富。

网上有人制作了哈勃和韦伯观测SMACS 0723星系团同一位置时的对比gif,从模糊到清晰,肉眼可见的科技进步。

在看看一些细节的对比,从哈勃到韦伯

从哈勃到韦伯

与此同时,

在韦伯这张照片里,科学家找到的最古老的一个天体,

是左上角的这一团红雾。

这是一个星云,科学家计算它距离我们131亿光年!

也就是说,我们拍到的,是这个星云131亿年前的样子!这个星云发出的光在宇宙中奔波了131亿年才来到我们这,被韦伯望远镜拍下。

要知道,科学家推测宇宙诞生才大约137亿年,这意味着,我们看到的这个星云,是在宇宙大爆炸诞生6亿年之内的婴儿星系!

韦伯望远镜还对它进行了光谱分析,分析出了宇宙诞生初期的星系元素构成,主要还是氢,氧和氖

还有更重要的一点是,

韦伯望远镜拍这张照片,总共只曝光了12.5小时,就拍出来了这一切。

而当年哈勃望远镜拍的那张,前后曝光时间超过了10天!

韦伯望远镜靠着更大口径的主镜和更灵敏的相机。提高了灵敏度,大大减少了曝光所需的时间。

这意味着,在同样的服役时间里,韦伯望远镜能花更少的时间,让科学家研究更多的目标!

这这不禁又让人大胆想象,如果,让以后让韦伯望远镜对着一个地方曝光上10天来拍摄,又能拍下什么更震撼的景象呢?  我们期待吧。

无论如何,今天公布的这张意义非凡的照片,也被研究人员们亲切地称为韦伯深空照,对应了多年前哈勃拍下的高清深空照。

研究分析这些遥远星系的图像,有助于我们解开宇宙的历史,追溯宇宙的起源,正如NASA负责人所说:

韦伯能看见比哈勃更远更深邃的光,它有可能帮助我们解开137亿年前,宇宙大爆炸时之初秘密。

相信解开这一切秘密的关键,都藏在未来韦伯太空望远镜未来传回的更多高清图片中。

而就在我们这篇文章发布时,

NASA也在进行正式的发布会。

还揭晓了另外几张韦伯望远镜第一批拍摄的目标!

距离地球2000光年的南环状星云(The Southern Ring nebula)

这是在哈勃太空望远镜的眼里这个星云的样子。

而韦伯望远镜的版本!

星云的纹理,细节,太清晰了!

上面这张用的是近红外波段。

而在中红外波段,韦伯拍下了下面这张。

两张照片,同一个目标,除了色调的区别,最明显的,在于这个星系的中间!

在上面的近红外照片里,星系的中间只有一颗恒星。而在下面的中红外照片里,我们看到了两颗恒星!

科学家一直通过各种其他观测和模型,知道这个星云的中心是有一对双星。但是之前一直都只能拍到其中的一颗。

这次借助韦伯望远镜中红外波段的观测,我们终于看到了这个星云里的另一颗,就是那颗暗淡的红色星星。

韦伯的这个观测,直接证实了科学家的双星理论!

此外,还有“史蒂芬五重奏”星系群,Stephan’s Quintet,

哈勃望远镜的版本

今天公布的韦伯望远镜的版本

近红外波段和中红外波段合成

中红外波段,各种星际细节

距离地球8500光年的船底座大星云(Carina Nebula )

哈勃太空望远镜的版本

韦伯望远镜的版本

这应该是哈勃的版本里最右上角的部分

细节太丰富了。

上面公布的这些,还只是韦伯望远镜正式工作第一周给我们带来的成果。

未来的每一周,韦伯望远镜都会给我们带来源源不断的惊喜。

我们也将越来越多的靠近宇宙的秘密!

Ref:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10995713/NASAs-James-Webb-Telescope-targets-Carina-Nebula-Stephans-Quintet-Southern-Ring-Nebula-more.html

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10994649/NASA-releases-teaser-image-James-Webb-Space-Telescope.html

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-11003179/President-Biden-shares-James-Webb-Space-Telescopes-image-cluster-galaxies.html

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-updates-coverage-for-webb-telescope-s-first-images-reveal

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