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韦伯太空望远镜十大奇迹发现震惊天文学

詹姆斯·韦布空间望远镜 (James Webb Space …

詹姆斯·韦布空间望远镜 (James Webb Space Telescope,缩写JWST)是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,为哈勃空间望远镜的继任者,于2021年12月25日发射升空 ;2022年1月24日顺利进入围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道 。
詹姆斯·韦布空间望远镜的质量为6.2吨,约为哈勃空间望远镜(11吨)的一半。主反射镜由铍制成,口径达到6.5米,面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。它还能在近红外波段工作、能在接近绝对零度(相当于零下273.15摄氏度)的环境中运行。

321041683d8716e866cf8a9b7b9584cb2022年7月中旬,詹姆斯·韦布空间望远镜将正式开工,拍摄第一批用于科学研究的照片。当地时间7月8日,美国宇航局(NASA)公布了詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)拍摄到照片的首批天体名单,包括星系、星云和太阳系外巨行星。当地时间7月12日,美国国家航空航天局展示了詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的高分辨率全彩色照片。2022年7月20日,据央视新闻,据法新社报道,詹姆斯·韦伯太空望远镜可能发现了宇宙中已知最早的星系,该星系已经存在135亿年。 8月1日,媒体报道,望远镜发现一个几乎没有重元素的奇怪遥远星系。

美国国家航空航天局2022年9月1日说,詹姆斯·韦布空间望远镜首次拍摄到一颗系外行星的直接图像。美国航天局发布消息说,这颗被命名为HIP 65426 b的系外行星是一颗不宜居住的气态巨行星。它的质量是木星的6到12倍,年龄在1500万年到2000万年之间,比地球年轻得多。

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全球的天文学家和太空迷聚集在一起观看备受期待的詹姆斯韦伯太空望远镜的发射。虽然这是一项奇妙的工程,但该望远镜并非没有争议 – 从超出预算和落后于计划到以一位被指控为同性恋恐惧症的前NASA管理员命名。

尽管关于望远镜的命名和历史存在争议,但今年有一件事变得非常清楚 – JWST的科学能力是非凡的。它于 2022 年 7 月开始科学运作,已经让天文学家获得了新的观点并揭开了有关大量太空主题的奥秘。

JWST最紧迫的目标是近代天文学史上最雄心勃勃的项目之一:回顾宇宙全新时形成的第一批星系。

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由于光从源头传播到地球上的我们这里需要时间,通过观察极其遥远的星系,天文学家实际上可以回顾过去,看到130多亿年前形成的最早星系。

尽管天文学家对早期星系的一些首次探测的准确性存在一些争论——JWST的仪器尚未完全校准,因此对于最遥远星系的确切年龄存在一些回旋余地——但最近的发现支持了JWST在大爆炸后前3.5亿年发现了星系的观点。

这使得这些星系成为有史以来最早观测到的星系,它们有一些惊喜,比如比预期的要亮得多。这意味着我们有更多的了解星系在早期宇宙中是如何形成的。

这些早期星系是使用调查和深场图像识别的,这些图像使用韦伯来观察乍一看可能空无一人的大片天空。这些区域没有像太阳系行星那样明亮的物体,并且远离我们银河系的中心,使天文学家能够向太空深处观察这些极其遥远的物体。

JWST首次能够探测到系外行星大气中的二氧化碳,最近在WASP-39b的大气中也发现了许多其他化合物,包括水蒸气和二氧化硫。这不仅意味着科学家可以看到行星大气层的组成,而且还可以看到大气层如何与来自行星主星的光相互作用,因为二氧化硫是通过与光的化学反应产生的。

如果我们想要找到类似地球的行星并寻找生命,了解系外行星大气层至关重要。上一代工具可以识别系外行星并确定基本信息,例如它们的质量或直径以及它们与恒星的轨道距离。但是要了解在这些行星之一上会是什么样子,我们需要了解它们的大气层。有了JWST的数据,天文学家将能够寻找远远超出我们太阳系的宜居行星。

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不仅遥远的行星引起了JWST的注意。在离家更近的地方,JWST已被用于研究我们太阳系中的行星,包括海王星和木星,并将很快用于研究天王星。通过观察红外范围,JWST能够挑选出木星极光等特征及其大红斑的清晰视图。望远镜的高精度意味着它甚至可以在行星的亮度下观察小物体,例如显示木星罕见的环。它还拍摄了30多年来最清晰的海王星环图像。

JWST今年进行的另一项重大调查是火星。火星是地球以外研究得最好的行星,多年来曾接待过许多漫游车、轨道器和着陆器。这意味着天文学家对其大气成分有了相当好的了解,并开始了解它的天气系统。对于像JWST这样敏感的太空望远镜来说,火星也特别难以研究,因为它是如此明亮和如此接近。但这些因素使它成为观察新望远镜能力的完美试验场。

JWST使用其相机和光谱仪来研究火星,显示了其大气的组成,这与当前数据的预期模型几乎完全匹配,显示了JWST的仪器对此类调查的准确性。

JWST的另一个目标是了解恒星的生命周期,天文学家目前大致了解这些生命周期。例如,他们知道尘埃和气体云会形成结,这些结会聚集更多的物质并坍缩形成原恒星,但究竟是如何发生的需要更多的研究。他们还在了解恒星形成的区域以及为什么恒星倾向于成群形成。

JWST对于研究这个主题特别有用,因为它的红外仪器允许它透过尘埃云看到恒星正在形成的内部区域。最近的图像显示了原恒星的发展和它们抛出的云层,并正在研究强烈的恒星形成区域,例如鹰状星云中著名的创造之柱。通过对不同波长的这些结构进行成像,JWST仪器可以看到尘埃和恒星形成的不同特征。

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说到创造之柱,JWST在公众心目中最大的遗产之一是它捕捉到的令人惊叹的空间图像。从七月份望远镜第一张图像公布时的国际兴奋到柱子等标志性景点的新视图,韦伯图像今年无处不在。

除了华丽的船底座星云和第一个深场外,其他值得花一分钟时间好奇的图像包括狼蛛星云的星雕形状,双星Wolf-Rayet 140的尘土飞扬的“树轮”,以及木星在红外线中的超凡脱俗的光芒。

图像不断出现:就在上周,一张新图像发布了,显示了星系NGC 7469明亮的心脏。

这是令人难以置信的发现的一年,还有更多。

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