羊城晚報記者 王丹陽 這一周的天空給了我們很多驚喜。抬眼可見的是,“超級月亮”現(xiàn)身天穹,絕美晚霞映照滔滔珠江。還有更遙遠的來自宇宙的浪漫:7月12日,詹姆斯·韋布太空望遠鏡(以下簡稱“韋布”)拍攝到的上億光年之外的星系5張全彩照片公布,這些照片不僅捕獲了宇宙誕生之初的星光,也讓我們有史以來第一次如此深入地觀察宇宙。 回望宇宙 作為歐空局、加拿大航天局和美國國家航空航天局的共用項目,耗時25年的韋布不負眾望。此次拍攝到的5張照片包括飛魚座星系團、“新生期”船底座星云、“瀕臨死亡”的南環(huán)星云、飛馬座斯蒂芬五重奏星系和系外行星WASP-96b。每一張都是人類未曾看到過的宇宙。 想要看到它們,有多難? 對普通人來說,如果把一個五瓦的小燈泡放到月球表面,從地球上觀測它,燈光已非常微弱。而展開有著網(wǎng)球場大小的紅外望遠鏡韋布,需要探測的星光比“月球上的小燈泡”還要暗上數(shù)十倍。 而且,這五張照片展示了宇宙歷史的各階段,既有系外行星,也有早期宇宙中最遙遠的可觀測星系。所以,韋布望遠鏡被譽為“天文學(xué)時代的新曙光”。一組簡單的數(shù)據(jù)或許有助理解: ——人類肉眼能觀測到的最遠天體,是距離250萬光年以外的仙女座星系。當(dāng)你看到時,眼睛里這束星光是人類祖先穿過非洲大草原時發(fā)出的。而在韋布首批發(fā)布的照片中,最古老的星光或許可以追溯至138億年前宇宙誕生后的3億年內(nèi)。 ——哈勃的鏡面直徑2.4.米,比姚明略高,而韋布鏡面直徑達到史上最大的6.5米,約相當(dāng)于三個姚明身高“疊羅漢”。搜集能力是哈勃望遠鏡5倍多,可以看到比哈勃能看到的最弱信號還弱百倍的物體。 天文學(xué)界作過這樣形象比喻:哈勃太空望遠鏡能觀測的是青壯年的星系。韋布太空望遠鏡能觀測到的是更遙遠的幼兒、嬰兒時期的星系。 從這種意義上說,韋布也是臺“時間機器”,可以“回看宇宙黎明”,一窺混沌之初。 令人期待 就在這五張照片里,科學(xué)家已經(jīng)穿越回了2.9億年前。韋布拍攝的斯蒂芬五重奏星系位于飛馬座,它內(nèi)部五個星系相互作用,仿佛在宇宙中起舞。該星系內(nèi)部存在一個黑洞,科學(xué)家說,照片中這個黑洞就像“宇宙怪物一樣吞食”物質(zhì)。美國康奈爾大學(xué)天文學(xué)家莉薩·卡爾特內(nèi)格說,韋布望遠鏡“史無前例地讓我們看到這個五重星系2.9億年前發(fā)生了什么”。 韋布的目光從最開始就放在更遠。這個耗資100億美元的太空望遠鏡旨在尋找早期宇宙中第一個星系的光,探索人類自己的太陽系以及圍繞其他恒星(稱為系外行星)運行的行星。 在今年夏天首次觀測結(jié)果公布后不久,韋伯的深入科學(xué)研究也即將開始。韋布計劃在第一年進行的調(diào)查包括對兩顆“超級地球”研究:熔巖覆蓋的55Cancrie和無空氣的LHS 3844 b。這兩顆系外行星觀測的重要性遠遠超出了銀河系5000多顆已確認系外行星。 1990年哈勃太空望遠鏡發(fā)射時,人們從來沒想象過哈勃如此碩果累累,能觀測接近可視宇宙的邊緣。而僅僅“上崗”半年,韋布的發(fā)現(xiàn)就讓人如此振奮,接下來的成果更令人期待。 韋布太空望遠鏡高級項目科學(xué)家、2006年諾獎物理學(xué)獎得主約翰·馬瑟在這周接受媒體采訪時說:“我們正在尋找宇宙大爆炸產(chǎn)生的第一種物質(zhì)。 韋布的另外三大科學(xué)目標(biāo),分別是研究星系演化、研究恒星演化和行星形成、探測系外行星大氣和地外生命。 看得更遠 仰望星空,還有一些“大眼睛”正在緊張工作,試圖“看”得更遠、“看”得更清。比如2019年拍攝黑洞的事件視界望遠鏡、耗資近8億美元的斯皮策望遠鏡、500米口徑球面射電望遠鏡“中國天眼”FAST等等。這些構(gòu)成人類寬波段觀測能力的組合,讓人類有能力進一步探索宇宙。 伴隨大數(shù)據(jù)時代到來,未來空間望遠鏡更多的是巡天望遠鏡,即“面源”望遠鏡(韋布屬于“點源”望遠鏡,即對宇宙中某個點進行深度曝光和光譜成像),這些望遠鏡可以長時間、大視場對宇宙不同天區(qū)進行曝光,收集海量數(shù)據(jù)。 目前,國際上即將投入使用的巡天望遠鏡是美國的羅曼空間望遠鏡和歐洲的歐幾里得空間望遠鏡。我國研制的空間站望遠鏡口徑為2米,視場是哈勃的350倍,將于明年發(fā)射。 這些技術(shù)的進步讓我們相信,我們會把這個138億年的宇宙看得更清,那里有人類的從前和未來。 |
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