美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的第一张照片以惊人的细节揭示了数千个星系

图片来源:NASA、ESA、CSA 和 STScI/PA

数十亿年前,早在旋涡状的气体和尘埃云合并形成太阳之前,光就离开了最早的恒星,开始了穿越太空的漫长旅程。

从那以后,光一直在传播,覆盖了数万亿英里。 它受到星系及其新生恒星的影响,其中一些伴随着行星。 在其中一个上,一个物种进化出不仅能够质疑那里可能存在的东西,而且能够制造工具来看到它自己的眼睛看不到的东西。

周一,世界第一次看到了由美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜提供的古老光线,这是迄今为止组装的最复杂、最雄心勃勃的深空观测工具。

这是深空的快照,无数星系的光围绕一个中心点旋转,就像迪斯科球发出的光一样。 在总统乔拜登和副总统卡马拉哈里斯的陪同下,美国宇航局局长比尔尼尔森在白宫新闻发布会上公布了这张照片。

尼尔森说:“如果你将一粒沙子放在你的指尖上,那是你所看到的宇宙的一部分——只是宇宙的一小部分。”

韦伯是哈勃太空望远镜的继任者,它改变了科学对浩瀚宇宙的理解。 哈勃最著名的图像之一,极限深场,显示了代表大约 5,500 个星系的光斑,其中最微弱的一个使我们能够回顾 132 亿年的时间。

韦伯允许天文学家放大哈勃最微弱的斑点。

“当你看到大自然突然释放一些秘密时,这是一个激动人心的时刻,”美国宇航局科学任务理事会副主任 Thomas Zurbuchen 说。 “这不是一个图像。这是一种新的世界观。你会看到大自然放弃已经存在了很多年、几十年、几个世纪、几千年的秘密。”

从字面上看,韦伯可以看到很远很远的星系,就像它们在很久很久以前一样——就在大爆炸之后的几亿年。 它拦截光谱中红外部分的光,其波长太长而无法被人眼看到。

Webb 建于加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼公司的太空公园,于圣诞节当天从法属圭亚那发射升空。 它的目的地是 L2,这是距离地球大约 930,000 英里的第二个拉格朗日点的科学简写。 它是太阳和地球引力平衡的五个地方之一,使韦伯与我们的星球保持固定距离。

望远镜花了将近一个月的时间才到达那里。 然后望远镜在两周的时间里缓慢而有意识地展开。

一个由闩锁、电缆和销钉组成的复杂系统释放了一个五层的遮阳罩,大约有一个网球场那么大。 一旦到位,望远镜的 18 个六边形镜子就会摆动到位,形成一个 21 英尺宽的蜂窝状结构。 在“变形金刚”的一集中,这个过程似乎不会显得格格不入。 (事实上​​,美国国家航空航天局(NASA)发布了一段关于韦伯的短片,其中有彼得卡伦(Peter Cullen),他是在 1980 年代原创卡通片中为擎天柱配音的演员。)

每个镜子都涂有 100 纳米的金,以增强其反射红外光的能力。 通过聚焦一颗名称为 2MASS J17554042+6551277 的恒星,这些镜子被仔细对齐。 3 月向公众发布的测试图像显示了一颗明亮的恒星,它似乎从六个点辐射光,这是望远镜六角镜的一个特征。

但背景引起了科学家们的注意:恒星背后有无数光点,每个光点都代表着一个有着数十亿年历史的星系。

这是对望远镜功能的诱人一瞥。

哈勃望远镜于 1990 年发射,在其数十年的服役期间提供了对宇宙的前所未有的洞察力。 它的观测帮助科学家确定了宇宙的年龄和膨胀速度,同时发现了黑洞、模糊的卫星和系外行星。

但是韦伯的力量是指数级的。 它的镜子比哈勃的镜子大六倍,这意味着它可以收集更多的光,并且可以看到更远的过去。 它还具有更大的研究红外光的能力。

如果它在哈勃所在的地方,韦伯就不会工作。 较新的望远镜更加敏感,以至于它会被来自地球、月球和太阳的光和热所淹没。 但它的距离也意味着它太远了,无法由太空行走的宇航员手动修复,因为哈勃望远镜自发射以来已经修复了五次。

当美国宇航局开始谈论最终将取代它的技术时,哈勃已经在天空中飞行了不到十年。 以美国宇航局第二任管理员命名的新望远镜的建造始于 2004 年,预算为 10 亿美元,目标发射日期为 2010 年。

但是预算和时间表的扩展速度几乎与它打算探索的宇宙一样快。

该团队不仅要确保望远镜上的材料和技术一旦射入太空就能正常工作。 在许多情况下,鉴于该设备的开创性,他们还不得不从头开始发明这些材料。

分段式低温镜、五层遮阳板、捕捉红外光的微型快门——所有这些都必须首先进行想象和实验室测试,然后才能制造用于望远镜。

它飙升的成本吞噬了美国宇航局其他项目的预算。 2011 年,国会提出了一项彻底终止该项目的法案。 如果这么大的风险失败了,“天文学的进步可能会倒退一代人”,《自然》杂志在 2010 年警告说。