作者:徐锐 来源:中国科学报 发布时间:2022/7/12 17:17:56
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韦布空间望远镜首张宇宙深场影像图发布

 

放大太空中的任意一块空间,都会发现其间填满了各种遥远的星系。近日,美国宇航局(NASA)詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄的首张宇宙深场影像图,是迄今最深、最清晰的遥远宇宙红外图像,向我们展示了许多前所未见的星系。只要JWST继续提高其观测极限,这一记录可能不久就会被打破。

JWST于2021年年底发射,并于2022年年初抵达其环绕太阳运行的最终轨道。其拍摄的第一批高质量、可用于科学研究的图像已经传回地球。7月11日于白宫举行的新闻发布会上,美国总拜登公布了首张图像,另外4张将陆续发布。

JWST首张图像的拍摄对象是被称为SMACS 0723的空间区域,该区域存在引力透镜效应。

所谓引力透镜效应,是指一个相对靠近地球的巨大天体如同放大镜,扭曲空间,并拉伸其后的任何天体发出的光。SMACS 072的该效应尤为强大,因为它附近的天体作为透镜扭曲的不只是一个星系的时空,而是一大团星系。

在图像边缘,可以看见一些小斑点和条纹,那是遥远的、极其微弱的星系的身影,其中一些可能是有史以来发现的最早形成的星系,可以追溯到130亿年前。几乎所有星系的形成都要追溯到138亿年前的宇宙大爆炸。

在JWST投入使用前,这些星系很难被观测到,部分原因是宇宙膨胀,离我们越远的天体“逃逸”的越快,这种运动使其光看起来越红。另外部分原因是,JWST的前身哈勃空间望远镜,主要观测可见波长的光。但在红外波段进行观测的JWST不同,它能够发现那些哈勃空间望远镜无法观测到的天体。

JWST还在光谱学领域见长,可以研究不同波长的光如何与物质相互作用。JWST产生的天体红外光谱可以揭示这些天体的化学成分,这是单纯的图像无法做到的。

“我们认为遥远宇宙的天体从原始物质中形成的方式非常不同,但我们此前从未真正观察到过。”英国萨塞克斯大学的Stephen Wilkins说,“那里有很多我们一无所知的关键物理学。”

此外,了解这些早期恒星和星系的形成有助于解开超大质量黑洞“种子”形成的谜团。

 
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