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科技

頭條揭密》46億年前宇宙 史上最強韋伯望遠鏡首批深空圖像面世

中時新聞網

發布於 2022年07月12日19:13 • 盧伯華

經過20多年的努力,斥資100億美元的史上最強太空望遠鏡——詹姆斯.韋伯(James Webb),於台北時間12日晚間22:30公佈了首批迄今為止人類能觀測到宇宙最深處的5幅照片。這些圖像的光源花了46億年才抵達太陽系,呈現出與過去天文影像完全不同的視野。未來韋伯將繼續探索138億年前宇宙大爆炸時期,屆時看到的影像很可能完全顛覆人類對宇宙的理解。

在美國太空總署(NASA)正式發布這項成果的前一天,在向美國總統拜登匯報韋伯太空望遠鏡的首批成果時,先行透露一張韋伯所拍攝距地球46億光年的宇宙圖像,這也是首次獲得46億年前的宇宙如此清晰的全彩圖像。這張圖像所拍攝的星系團SMACS 0723,如果從地球上看,這個星系團的大小,相當於伸長手臂後在你手指上一粒沙所遮住的天空範圍。

據NASA署長比爾.尼爾森(Bill Nelson)透露, 僅在這1張照片內就有成千上萬個星系,其中部份星系發出的光經過了130億年才到達望遠鏡的鏡面。換言之,韋伯將在未來持續向130億年前的影像推進,獲取宇宙138億年前大爆炸後首次出現光的時期的影像。天文學家預計,韋布將讓人類首次看到大爆炸後第一個4億年的神秘影像。

這次韋伯望遠鏡所公布的星系團照片,也曾用哈伯望遠鏡拍攝到,只不過沒有韋布望遠鏡所獲得的驚人的清晰度,以及這個區域內更多以前未曾窺見的細節。NASA在其哥達德飛航中心(Goddard Space Flight Center) 進行的直播節目中介紹說,由歐洲太空總署(ESA)、加拿大太空總署(CSA)與NASA合作的韋伯太空望遠鏡首次正式發布的影像,開展了人類天文學新時代的曙光。首批全彩科學圖像和光譜的公布,經過美、加、歐3個太空總署與太空望遠鏡科學研究所組成的國際委員會挑選出來,代表韋伯望遠鏡的科學研究旅程正式開始。

在這次NASA直播中首先介紹韋伯望遠鏡的理念與建造、發射過程,接著發布的首批韋伯望遠鏡深空照片共5張,包括:船底座星雲(Carina Nebula)、史蒂芬5重奏(Stephan’s Quintet)、南環星雲(Southern Ring Nebula)、黃蜂-96b(WASP-96b),以及昨天提前曝光的SMACS0723星系團。

第1張「船底座星雲」:看起來像連綿的山脈上點綴著閃閃星光,它是屬於一個名為 NGC 3324的年輕恆星形成區域的邊緣,在紅外光拍攝下展示出以前未曾見過的新生恆星區域。圖中最高的「尖峰」約有7光年高,海綿狀區域是由星雲中紫外線輻射和恆星風推動星塵與氣體所形成。

第2張「史蒂芬5重奏」:由5個星系組合而成,名稱來自於經典電影《生活多美好》。它是韋伯至今拍攝的最大圖像,在星空的覆蓋面積相當於月球的1/5,由1000個圖檔組成。它為早期宇宙中的星系演化進程提供了全新的見解,亦可以看到星雲彼此間的引力作用,氣體、星塵和恆星帶出的尾巴,其中一個星系NGC 7318B在穿過星團時也展現了巨大的衝擊波。

第3張「南環星雲」:較暗的星雲中心持續向外噴射氣體與星塵,形成美麗的光環,韋伯號上的2個鏡頭捕捉到的行星狀星雲編號NGC 3132,又稱南環星雲,距離地球約2500光年。

第4張「黃蜂-96b」氣體行星:韋伯望遠鏡在一顆類似太陽的恆星周圍所發現巨大氣體行星上,捕捉到了水、雲、霧的線索。它是迄今以顏色與亮度所觀察到的最詳細的特定氣體分子影像,展示了韋伯觀察數百光年外的行星大氣層這種前所未有的能力。雖然哈伯望遠鏡在過去20年中也分析過許多系外行星的大氣層,並在2013年首次明確探測到水的存在,但韋伯觀測更直接也更詳細,這對探索人類宜居行星是一項巨大的飛躍。

第5張SMACS0723星系團:即向拜登展示、並由白宮在昨天發布的星系團深空影像。這是韋伯望遠鏡拍攝了迄今為止最深遠、最清晰的遙遠宇宙紅外線影像。這張被稱為韋伯首張深空星系團 SMACS0723 的圖像充滿極多深空星系的細節,至少有數千個星系是首次出現在人類視野中,影像中還能清楚看到光穿透星系時的重力透鏡效應。

猶如哈伯望遠鏡帶給人類對宇宙的新視野一樣,韋伯望遠鏡將讓人類視野更往前推進百億光年之遙,甚至會改變人類對宇宙的認知,對宇宙起源與運行建立革命性的新理論。而這些進展將陸續在未來數十年中不斷出現,為整個21世紀的科學奠定全新的基礎。

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