詹姆斯·韦伯太空望远镜的首批观测揭示了 4 项令人惊叹的发现

新的观测包括一个绽放的星云、一颗多水的系外行星和一个秘密的恒星庇护所。
Starry valley of Carina Nebula against dust and light on a bluish universe in a James Webb Space Telescope image
这是南船座星云中一个名为 NGC 3324 的近距离恒星形成区的边缘。 NASA、ESA、CSA 和 STScI

周一晚上,美国总统乔·拜登和 NASA 公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的第一张完整图像,预示着科学观测新时代的到来。 

周二上午,在 JWST 图像发布的开幕致辞中,韦伯项目主任格雷格·罗宾逊询问 NASA 戈达德园区(Goddard Campus)的听众是否有人看到了昨晚发布的景象。 

“嗯,”他说道,在人们热烈欢呼之后,“这还只是冰山一角。”

JWST 团队已经发布了其首个飞行和观测六个月的五张图像。该望远镜是迄今为止进入太空的最大、最强大的天文台,其强大之处在于其捕捉红外光视觉的能力——它增加了人眼无法检测到的深度。 

该望远镜能够穿透尘埃和云层,看到 131 亿多年前恒星和星系的诞生,比人类以往观测到的时间更早。宇宙估计有 138 亿年的历史,这意味着,正如 NASA 主任比尔·纳尔逊周二所说,人类比以往任何时候都更接近于理解宇宙开始的大爆炸之后发生了什么。 

“我们将能够解决我们甚至不知道该如何提问的问题,”纳尔逊说。 

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JWST 的图像描绘了大约在太阳和地球形成时形成的星系团、距离地球 1000 光年的一颗系外行星大气中的水蒸气、一颗垂死恒星周围的行星状星云、星系的宇宙演化以及恒星的诞生。 

JWST 的运行项目科学家简·里格比 (Jane Rigby) 表示,这一切才刚刚开始。由于还有 20 年的燃料,该望远镜预计将收集科学家尚未提出问题的数据。 

在此之前,哈勃望远镜花了两个星期才拍摄了迄今为止最远的星系图像。JWST 将能在更短的时间内捕捉到更遥远的图像——所有这些图像都是在一周内拍摄的。“有了韦伯,”里格比说,“我们能在早餐前就完成这一切。”

南船座星云(上图)

顶部的图像闪烁着星星——包括新形成的星星——沐浴在一片气体和尘埃的海洋中。JWST 拍摄了南船座星云的一部分,即 NGC 3324 区域,揭示了新生恒星诞生的新区域。由于宇宙尘埃的阻碍,可见光无法探测到这些恒星的“育儿所”。但由于 JWST 的近红外相机中红外仪器使用红外光,望远镜能够穿透尘埃,揭示出数百颗恒星,甚至背景中的星系。 

年轻恒星发出的紫外线侵蚀了星云的壁,在图像中形成了悬崖峭壁和峡谷的外观,NASA 将其命名为“宇宙悬崖”。这个场景距离地球 7600 光年,非常巨大:一些尘埃和电离气体柱高达 7 光年。 

南环星云

Two James Webb Space Telescope views of Southern Ring Nebula in red and blue
这张并排的比较图展示了 NASA 韦伯望远镜在近红外光(左)和中红外光(右)下对南环星云的观测。 NASA、ESA、CSA 和 STScI

两台 JWST 相机观测了南环星云,也称为 NGC 3132。两颗相互绕转的恒星被包裹在距地球 2500 光年的气体和尘埃层中。其中一颗恒星正接近其生命终点;当它变暗时,太阳会以碗状的壳层排出宇宙碎片。 

这些图像的数据将帮助天文学家更详细地了解这些被称为行星状星云的事件。行星状星云被称为缓慢消亡的最后喘息。行星状星云需要数万年才能熄灭。在此期间,研究人员可以研究这张图片来了解构成恒星“寿衣”的分子。 

Wasp-96 b

Line graph of water particles detected in wavelengths of light from exoplanet WASP-96 b by the James Webb Space Telescope
NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了一颗围绕类太阳恒星运行的热气态巨行星大气中水、以及云和雾的证据。 NASA、ESA、CSA 和 STScI

尽管它不像 JWST 的其他一些图像那样引人注目,但这些数据表明,一颗距离地球 1000 多光年的系外行星——太阳系外的行星——的大气中存在水蒸气。这些信息对于寻找地球以外可能宜居的行星至关重要。WASP-96 b 只是银河系中超过 5000 颗已确认的系外行星中的一颗,它是一颗极端炽热、气态的巨行星,与金星或木星不同。它比围绕我们太阳运行的任何行星都更热、更“蓬松”,温度高达 1000°F,质量是木星的一半,但直径却是木星的 1.2 倍。 

6 月 21 日,JWST 上的近红外成像仪和无缝光谱仪对 WASP-96 b 系统进行了六个多小时的光照测量,生成了一个光变曲线,提供了关于该系外行星大气成分的更多数据。图表上的峰谷表明,在光波长中检测到了水蒸气,显示了先前对 WASP-96 b 的研究未能检测到的雾和云的证据。 

史蒂芬五重星系

Five distance galaxies forming a tight group in Stephan's Quintet in a James Webb Space Telescope image
史蒂芬五重星系,一个由五个星系组成的视觉组合,因在经典假日电影《生活多美好》(It's a Wonderful Life) 中占有重要地位而闻名。 NASA、ESA、CSA 和 STScI

这张马赛克图像由近 1000 个图像文件和超过 1.5 亿个像素组成,是 JWST 迄今为止最大的图像。这里可以看到五个星系。其中一个名为 NGC 7318B 的星系正在该星系团中制造破坏。JWST 捕捉到了它入侵产生的冲击波,以及当星系引力相互作用时被卷入旋涡的气体和尘埃。 

由于这五个星系中的四个在宇宙尺度上非常接近,它们为研究星系演化的基本过程提供了一个“实验室”。在这里,星系相互干扰了它们的气体,甚至触发了其邻近星系中新恒星的形成。 

 

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Maria Parazo Rose

前编辑实习生/撰稿人

Maria Parazo Rose是Grist的空间数据分析师,她报道并制作关于原住民事务、保护主义和气候移民的地图。她的作品发表在Grist、New York Focus、Popular Science、The Allegheny Front和NPR等媒体上。


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