来自130亿光年外,韦伯望远镜的五张照片,揭秘宇宙的真实大小


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哈勃望远镜升空六年后 , 美国宇航局开始向全国招标 , 筹备新式极端精密的空间望远镜计划 , 并以NASA第二任局长詹姆斯.韦伯来命名计划名称 。

由于开发时遇到许多困难 , 导致发射日期整整拖延了十四年 , 资金也狂飙到上百亿美元 , 不过也因更庞大镜片和更先进的仪器 , 收获了史上最强望远镜的称号 , 虽然中途意外不断 , 最后也终于成功抵达了拉格朗第二日点的太阳轨道上 。

功夫不负有心人经过半年的调试准备后 , 万众瞩目的韦伯望远镜于7月12日公布了它的第一批全彩图像 。 这是迄今为止 , 人类能够观测到的宇宙最遥远 , 最清晰的红外图像 。

相比哈勃望远镜 , 韦伯的优势还在于波长范围 , 宇宙的红移现象十分明显 , 但哈勃的波长范围主要为90-2500纳米的可见光 , 而韦伯的波长范围达到了600-28500纳米的红外线 , 所以我们能看到更古老更遥远的宇宙 。

那么这次公布的第一批照片透露了什么信息?
人类究竟看到了多远?

作为第一批科学影像 , 韦伯这次公布的四张照片分别对应了四个主题:早期宇宙 , 星系演化 , 恒星的生命循环和系外行星 , 其中早期宇宙就包括了首张深场图像 , 深场指的是对天空中极小的区域极限放大并进行长时间曝光 , 观测到宇宙最深处的景象 。

这张照片被亲切地称为“韦伯第一深场” , 是迄今为止最清晰最遥远的宇宙红外图像 , 图中的星系编号为SMACS 0723 , 来自距离地球51.2亿光年外的一个星系团 , 画面中的黄白色天体实际上是上千星系共同发出的光芒 。

由于光的速度有限 , 我们看到的实际上是SMACS 072346亿年前的样子 。 在它发出这束光时 , 太阳系刚刚形成 , 地球还处于熔融状态 。
图中除过中央包含了成千上万个星系的SMACS 0723星系团以外 , 还包括有史以来观测到最远 , 最微弱的的天体 。

仔细观察图中可以发现 , 在SMACS 0723星系团周围有一些弯曲的弧线 , 似乎光线被拉长变形了 , 这些弧线的光来自宇宙更遥远更深的星系 , 最远的光已经在宇宙中穿行了130多亿年 , 我们能看到这么遥远的星系 , 还要归功于引力透镜效应 。

质量与引力密不可分
一个天体的质量越大 , 引力就越大 , 这也是我们为什么能够站在地球上 , 而不是飘向太空的原因 , 引力同时也会扭曲时空 , 就像SMACS 0723质量庞大的星系团扭曲了周围时空 , 把整个星系团变成了放大镜一样 。

当它后面更远更古老的星系发出的光线通过SMACS 0723时 , 就会发生偏折和聚焦 , 最终形成了图中无数弧形的扭曲影像 。
在我们的印象中 , 宇宙似乎十分空旷
但在这张深场照片里 , 许多闪烁着不同颜色的星系和天体组成了万花筒 , 宇宙变得有些拥挤了 , 然而这只是天空中极其微小的一片区域 , 相当于把一粒沙子放在指尖 , 然后伸直手臂 , 从肩膀处看过去 , 沙子与地球的比例就像这片星系与天空的比例 。

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