星系团|“一粒沙”中的星系团——詹姆斯·韦伯空间望远镜拍到了什么


面对浩瀚无垠的宇宙 , 人类总是充满了好奇:宇宙究竟是如何起源的?有没有地外生命存在?詹姆斯·韦伯空间望远镜正是带着这种使命 , 开启了它的太空旅程 。 如今 , 它拍到了迄今最遥远、最清晰的宇宙红外图像 。
星系团|“一粒沙”中的星系团——詹姆斯·韦伯空间望远镜拍到了什么
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当地时间7月11日 , 图像显示詹姆斯·韦伯空间望远镜拍摄的星系团SMACS 0723
如果你把一粒沙放在一臂远的指尖上 , 这就是你正看到的宇宙的一部分——不过是宇宙中的一个小点 。 美国航天局局长比尔·纳尔逊11日在介绍韦布空间望远镜拍摄的首张全彩宇宙深空图像时如此比方 。 也就是说 , 望远镜看这片宇宙区域 , 相当于我们看指尖上的一粒沙 。
这一粒沙中却包含了一个星系团 。 美国航天局介绍说 , 图像上是SMACS 0723星系团 , 其中包含数千个星系 。 图像展现的是该星系团约46亿年前的样子 , 因为它离我们约46亿光年 , 望远镜现在收到的光是它很久以前发出的 。
图像上有一部分是来自宇宙大爆炸不久后的光 , 也就是130多亿年前 。 美国航天局表示 , SMACS 0723星系团的总质量使其可以产生引力透镜效应 , 放大了它背后更遥远的星系 。 清华大学天文系副教授蔡峥曾在谈到韦伯空间望远镜时说 , 它现在探测到的有些光是从特别远的星系传过来的 , 比如130亿年前就发出来的光到现在才被望远镜捕捉到 , 而当时的宇宙还处于婴儿期 , 因此人类有望通过望远镜看到宇宙婴儿时期的样子 。
这张图像让人类以前所未有的清晰度看到了宇宙中的这个小点 。 韦伯空间望远镜的近红外相机将遥远的星系清晰聚焦 , 图像上有以前从未见过的微小结构 , 包括星团和漫射特征等 。 美国哈佛大学天文学家迪米塔尔·萨塞罗夫说 , 乍看这张图像 , 觉得我们之前见过这个 , 但仔细看图像细节后 , 才发现这是非常漂亮的结果 , 完全值得等待 。
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当地时间2017年5月16日 , NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的主镜在休斯顿的约翰逊太空中心的一个洁净室中 。
经过多次推迟 , 韦伯空间望远镜于2021年12月25日从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空 。 它目前位于围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道 , 距地球约150万千米 。 据美国航天局介绍 , 韦伯空间望远镜是该机构迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜 , 其主镜直径6.5米 , 由18片巨大六边形子镜构成 , 配有5层可展开的遮阳板 , 总造价约100亿美元 。
韦伯空间望远镜由美国航天局与欧洲航天局、加拿大航天局联合研究开发 , 被认为是哈勃空间望远镜的继任者 。 哈勃空间望远镜主要在可见光和紫外波段观测 , 而韦伯空间望远镜观测波长范围是600纳米至28.8微米 , 主要处于红外波段 。
红外观测有何优势?不同于紫外线和可见光 , 波长较长的红外线能绕过有些尘埃 , 可让望远镜看到隐藏在尘埃云背后的天体 。 更重要的是红外观测有助于科学家以更近距离看到万物起源 。 随着宇宙持续膨胀 , 早期发光天体发出的紫外线和可见光朝光谱的红端移动 , 最终以红外线的形式在今天抵达近地空间 , 这种现象称为红移 。 红外望远镜有助于观察相关现象 。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜渲染图
韦伯空间望远镜任务目标主要有4个方面:寻找宇宙中诞生的第一批星系;研究星系演化的各阶段;观察恒星及行星系统的形成;测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质 , 并研究其他行星系统存在生命的可能性 。