這是詹姆斯韋伯太空望遠鏡令人驚嘆的第一張照片

現在，我們對太空的觀察比以往任何時候都更遠、更深入、更清晰。

恆星的誕生地、垂死恆星周圍的星雲、一組緊密相互作用的星系、系外行星光線的第一個光譜。這些是詹姆斯韋伯太空望遠鏡在7 月12 日在NASA 新聞發布會上發布的首批圖像中的一些。千個遙遠星系的遠景，在 7 月 11 日的白宮記者會上提出。

「首先，它真的很漂亮。而且它充滿了星系，」JWST 操作科學家 Jane Rigby 在 7 月 12 日的簡報會上說道。 「我們用韋伯拍攝的每張照片都是如此。我們無法拍攝空白天空的影像。我們放眼望去，到處都是星系。

深入

在第一張發布的影像中捕捉到的星系位於距離我們約 46 億光年的星系團後面。這些較近星系的質量會扭曲時空，導致星團後面的物體被放大，使天文學家能夠窺探超過 130 億年的早期宇宙。

即使有天體的幫助，其他現有的望遠鏡也永遠無法看到這麼遠的距離。但詹姆斯韋伯太空望遠鏡（也稱為 JWST）非常大，直徑為 6.5 米，其鏡子寬度幾乎是哈伯太空望遠鏡的三倍。它也可以在紅外線波長的光中看到遠處星系的出現。這些功能使其比以前的天文台更具優勢。

馬裡蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心的里格比說：“這是我們從未有過的清晰度和清晰度。你可以真正放大並玩轉。”

巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的天文學家克勞斯·蓬托皮丹(Klaus Pontoppidan) 在6 月29 日的新聞發布會上表示，儘管第一張圖像代表了迄今為止對宇宙最深的觀察，但“這並不是一個可以保持很長時間的記錄」。 “科學家們將很快打破該記錄並進行更深入的研究。”

但 JWST 的建立不僅僅是為了比以往任何時候都更深入、更遠地追溯過去。第一批影像和數據的快取展示了近處和遠處的太空場景、單個恆星和整個星系的一瞥，甚至一瞥遙遠行星大氣層的化學成分。

「這些照片是在五天內拍攝的。每五天，我們就會獲得更多數據，」歐洲太空總署科學顧問馬克·麥考林 (Mark McCaughrean) 在 7 月 12 日的新聞發布會上說道。 （JWST 是 NASA、ESA 和加拿大航太局之間的國際合作計畫。）「這是數十年工作的頂峰，但這只是數十年的開始。今天我們從這些圖像中看到的基本上是我們現在已經準備好了。

宇宙懸崖

這張圖片展示了“宇宙懸崖”，它是巨大的船底座星雲的一部分，這個區域距離地球約 7,600 光年，許多大質量恆星正在這裡誕生。一些最著名的哈伯太空望遠鏡影像在可見光下展示了這個星雲，但 JWST 在「紅外線煙火」中展示了它，蓬托皮丹說。詹姆斯韋伯太空望遠鏡的紅外線探測器可以透視塵埃，因此星雲看起來尤其閃爍著星星。

「我們看到了以前完全隱藏在我們視野之外的全新恆星，」美國太空總署戈達德天文物理學家安布爾·斯特勞恩說。

但塵埃中的分子本身也會發光。圖像頂部的新生恆星發出的能量風正在推動和塑造穿過中間的氣體和塵埃牆。 「我們看到了從新生恆星吹出氣泡、空腔和噴流的例子，」斯特勞恩說。氣體和塵埃是新恆星和新行星的原料。

「它提醒我，我們的太陽和行星，以及最終的我們，都是由我們在這裡看到的相同物質組成的，」斯特勞恩說。 「我們人類確實與宇宙息息相關。我們是由相同的材料製成的。

泡沫星雲 

南環星雲是一個不斷膨脹的氣體雲，圍繞著一顆垂死的恆星，距離地球約 2000 光年。在先前的哈伯圖像中，星雲看起來像一個橢圓形游泳池，中間有一個模糊的橙色甲板和一顆明亮的鑽石，即一顆白矮星。詹姆斯韋伯太空望遠鏡的視野遠遠超出了這個範圍，顯示出氣體中比以前的望遠鏡所能看到的更多的捲鬚和結構。

「你會看到這種起泡的、幾乎是泡沫狀的外觀，」太空望遠鏡科學研究所的 JWST 天文學家卡爾戈登說。在左手影像中，捕捉了 JWST NIRCam 儀器的近紅外光，泡沫追蹤了塵埃遠離中心膨脹時形成的氫分子。由於恆星剩餘核心加熱的熱電離氣體，中心呈現藍色。光線從星雲中逸出，就像陽光透過斑駁的雲層。

在右邊的影像中，由 MIRI 中紅外線相機拍攝，外環看起來是藍色的，並且在塵埃顆粒的表面上形成了微量碳氫化合物。 MIRI 影像還揭示了星雲核心的第二顆恆星。

「我們知道這是一顆雙星，但我們並沒有看到太多產生這個星雲的實際恆星，」戈登說。 “現在在美里，這顆星星發出紅光。”

銀河五重奏 

史蒂芬五重奏是 1877 年發現的一組距離約 2.9 億光年的星系。 （第五個星系實際上離地球更近，只是出現在天空中類似的位置。）JWST 的圖像比之前的觀測顯示了更多的星系內結構，揭示了恆星誕生的位置。

歐洲太空總署 JWST 科學家 Giovanna Giardino 表示，“這是一個非常重要的圖像和研究領域”，因為它顯示了推動星系演化的相互作用。

僅從 MIRI 儀器拍攝的圖像來看，星系看起來就像是相互靠近的纖細骷髏。兩個星系顯然即將合併。在頂部星系中，超大質量黑洞的證據浮現。圍繞黑洞旋轉的物質被加熱到極高的溫度，並在落入黑洞時發出紅外光。

系外行星的天空

這個「圖像」顯然與其他「圖像」不同，但它在科學上同樣令人興奮。它顯示了 WASP 96 恆星穿過氣態巨行星 WASP 96b 大氣層時發出的光譜。

NASA 系外行星科學家 Knicole Colón 表示：“對某些人來說，你會看到一堆看起來像是顛簸和擺動的東西，但實際上它充滿了資訊內容。” “你實際上看到了顛簸和擺動，表明這顆系外行星的大氣中存在水蒸氣。”

這顆行星的質量約為木星的一半，每 3.4 天繞恆星運行一次。先前天文學家認為它的天空中沒有雲，但 JWST 的新數據顯示出雲和霧的跡象。 「有雲和霾的證據，因為水景沒有我們預測的那麼大，」科隆說。

好久沒來了

這些第一批圖像和數據已經等了很長時間了。後來成為 JWST 的望遠鏡是最初的夢想是在 20 世紀 80 年代，規劃和建設遭受了多年的預算問題和延誤（序號：10/6/21）。

望遠鏡最終於 12 月 25 日發射。前往重力穩定的地點距離地球約150萬公里，對準其由18個六角形部分組成的昆蟲狀主鏡併校準其科學儀器（序號：1/24/22）。在此過程中存在數百個可能的故障點，但望遠鏡成功展開並開始工作。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的 JWST 高級項目科學家約翰·馬瑟 (John Mather) 表示：“我們非常高興它能發揮作用，因為存在很大的風險。” 「全世界都相信我們會投入數十億資金並讓它成功，而且它確實有效。所以這是一個巨大的解脫。

在接下來的幾個月裡，望遠鏡團隊發布了影像預告片透過校準，已經顯示了數百個遙遠的、前所未見的星系。但現在發布的圖像是科學家將用來揭開宇宙之謎的數據製作的第一張全彩圖片。

「它看到了我從未夢想過的東西，」馬瑟說。

對於望遠鏡團隊來說，終於看到第一張影像後的欣慰是顯而易見的。 「這就像，『天哪，我們成功了！』」同樣來自太空望遠鏡科學研究所的圖像處理器 Alyssa Pagan 說道。 “看來不可能。就好像不可能的事發生了。

鑑於對第一批影像的預期，成像團隊發誓保密。 「我甚至無法與我的妻子分享它，」製作第一張彩色科學圖像的團隊負責人蓬托皮丹說。

在談到 7 月 11 日發布的第一張照片時，他說：“你正在觀察宇宙最深處的圖像，而且你是唯一見過它的人。這是非常孤獨的。”不過，很快，隨著望遠鏡下載第一批影像，由科學家、影像處理器和科普作家組成的團隊在幾週內每天都會看到新的東西。 「這是一次瘋狂的經歷，」蓬托皮丹說。 “一生一次。”

對 Pagan 來說，時機是完美的。 “這是一件非常統一的事情，”她說。 「現在的世界是如此兩極化。我認為它可以使用更通用和更具連接性的東西。這是一個很好的視角，提醒我們我們是更偉大、更美麗的事物的一部分。

JWST 才剛開始，它現在開始了第一輪全面的科學操作。 「還有很多科學工作要做，」馬瑟說。 “宇宙的奧秘不會很快結束。”

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亞薩鋼鐵為這個故事做出了貢獻。