望向宇宙的盡頭

2022年08月01日05:04

當地時間7月12日,這張由美國國家航空航天局發佈的圖像,顯示船底星雲中一個年輕的恒星形成區域NGC3324的邊緣。該局稱,韋伯太空望遠鏡上的近紅外相機用紅外光捕捉到的這張照片,揭示了恒星誕生之前被遮擋的區域。視覺中國供圖

哢嚓,人類用位於太空的“相機”,給宇宙拍下了一組高清照片,分別是高懸於夜空中的“懸崖”、深黑宇宙背景中的“五重奏”、夜色里一圈明亮的“環”……宇宙中時刻有恒星誕生或死亡,這些瞬間化身宏偉美麗的畫面,被人類記錄了下來。

美國國家航空航天局(NASA)新的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,在紅外光下拍攝的照片,首次揭示了此前不可見的恒星誕生區域。當地時間7月12日10時30分,NASA發佈了首批全色圖像和光譜數據。

7600光年外,船底座星雲擁有一座大約7光年高的“宇宙懸崖”,它位於一個年輕恒星形成區域的邊緣。其內部巨大的氣體空洞,讓“山脈”看上去呈現出令人無法想像的崎嶇走勢。雕出那空洞的“刀”,是強烈的紫外線輻射和恒星風——氣泡中心巨大而熾熱的年輕恒星,製造了它們。星雲的壁,被這把刻刀不斷“腐蝕”,熾熱的電離氣體和熱塵埃被拋灑出來,彷彿蒸騰在山峰上的雲。

史蒂芬的五重奏,聽上去更像是一首輕快的藍調民謠,但它實際上是一組緻密星團的名字。1877年,天文學家在馬賽天文台發現了它們。而今,它也擁有了一張足夠高清的照片。當一個星系耗費漫長的歲月穿過一群星系團,星辰的引力相互作用,氣體、塵埃和恒星的尾巴從數百萬年輕恒星組成的星團中拖拽出來。這個過程中的某個瞬間被記錄成影像,韋伯望遠鏡捕捉到了民謠里巨大的衝擊波。

還有46億光年外飛魚星座南部的SMACS 0723星系團。恒星的光芒走了46億年的時間,終於跋涉到了地球上,投下一個實際上屬於曆史的影像。人類無法擁有漫長的生命去目睹有關宇宙和星辰的生死,但當我們通過一張高清照片望向宇宙,就彷彿望到了時間的盡頭。

擁有這些照片之後,研究人員將會更多地瞭解星系的質量、年齡、曆史和組成。韋伯的另外兩個儀器也獲得了光譜數據,將幫助研究人員識別更多關於遙遠星系的細節。

數據顯示,來自某個星系的光,在韋伯的鏡子捕捉到它之前,已經傳播了131億年,那是大爆炸發生後不久!

當然,這裏的“不久”,用的是宇宙尺度。

“這些影像包括了迄今為止最清晰的遙遠宇宙紅外圖像,展示了韋伯將如何幫助我們揭開一些問題的答案。這將幫助我們更好地理解宇宙,和人類在其中的位置。”NASA局長比爾·納爾遜說。

拍下這些照片的超級“相機”韋伯,擁有直徑6.5米、由18片六邊形鏡片構成的主鏡頭,還配有5層可以展開的遮陽板。這些鏡片被推動時,精度達到了10納米。

鏡片上甚至還鍍著一層真正的黃金。

韋伯耗資100億美元,是NASA迄今建造的最大、功能最強的空間望遠鏡。去年12月25日,它乘坐阿麗亞娜5號火箭升空。經曆幾個月的調試和複雜部署序列之後,這台相機的鏡子被校準,儀器也適應了太空環境,可以為科學而拍照了。

它需要先花一個多月的時間,抵達第二拉格朗日點,距離地球150萬公里。在那裡,地球、太陽、月亮位於同一個方位,重量被嚴格計算並限制的遮陽板,可以同時幫它擋住這三個天體。在-223℃的深寒中,它開始感知宇宙中最微弱的眨眼。

當然,這不是人類第一次嚐試給宇宙拍照。

在韋伯望遠鏡投入使用前,很長一段時間,1990年就進入太空的哈勃望遠鏡才是人類手中最負盛名的“宇宙相機”。宇宙中光線最微弱的一批星系,當初就是被哈勃的紅外探測器發現的。船底座星雲上一次拍寫真,也是哈勃望遠鏡1995年9月用2號廣角行星式攝影機拍下的。

NASA於2003年8月發射斯皮策太空望遠鏡,則已經在2020年退役。它拍下的螺旋星雲照片,就像一顆夜空中的深邃眼眸。2012年,斯皮策還發現過一顆大約有地球2/3大小的太陽系外行星,距地球才33光年。

無論如何,比哈勃和斯皮策更強勁的韋伯,如今走馬上任了。當哈勃和韋伯對著同一片星空拍下同一個角度的照片,後者的細節和清晰度都更加令人驚歎。韋伯的效率也更高,它只用了12.5個小時就曝光合成好了這張照片,而哈勃當年足足花了10天,才能完成同樣的工作。

用NASA副局長帕姆·梅爾羅伊的話說,“作為一名科學家、工程師以及作為一個人類”,他所看到的東西都令他感動。

再來看看這組照片,研究者從中看到了宇宙起點的奧秘,看到了系外行星大氣中的水,看到了恒星的交互、衰老和死亡。而普通人看到的是宇宙的浩瀚,人類的渺小,未知的美麗,或許還有一點點恐懼。

但無論如何,這令人感到驚心動魄的美,永遠會催促著人類,繼續前行,不斷探索。

張渺 來源:中國青年報

2022年08月01日 06 版

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