人类首张深空宇宙全彩图发布！揭秘史上最强韦伯望远镜耗时26年、投入近100亿美元

　

  ◎韦伯望远镜被誉为是人类迄今为止制造的最大、最复杂、功能最强劲的太空望远镜，也被认为是哈勃望远镜的“继任者”。

  当地时间7月12日，美国国家航空航天局（NASA）公布了詹姆斯韦伯空间望远镜（下称“韦伯望远镜”）升空半年多以来拍摄的首批全彩色照片。照片记录下了前所未有的宇宙深处的恒星与星系，是迄今拍摄到的宇宙最深处、最清晰的宇宙红外图像。

  韦伯望远镜被誉为是人类迄今为止制造的最大、最复杂、功能最强劲的太空望远镜，也被认为是哈勃望远镜的“继任者”。

  与哈勃望远镜相比，韦伯望远镜具有更大优势。后者能利用红外线，让人们比以往任何一个时间里都更深入地探索宇宙，不仅解开太阳系中的谜团，还能看向其他恒星周围的遥远世界，揭示最古老、最遥远星系的秘密，探索宇宙中的神秘结构和起源。

  美国总统拜登在星期一的白宫记者会上说，这部太空望远镜是“进入我们宇宙历史的一扇新的窗户”。

  空间望远镜承载了人类对宇宙奥妙的探知和渴望，代表了人类向远的好奇心。韦伯望远镜究竟能拍到什么？又将如何完成使命？

  当地时间12日上午10点39分，NASA发布第一张由韦伯望远镜拍摄的深场宇宙红外全彩图像。

  图像显示了星系团“SMACS 0723”，它是由近红外相机拍摄的不同波长的图像合成的，耗时约12.5小时。NASA表示，这是迄今为止遥远宇宙最深、最清晰的红外图像。

  这张照片充满了细节，从数千个星系到迄今用红外线观测到的最微弱的天体，都被韦伯望远镜精确捕捉到了。图像覆盖的广袤宇宙中这片星空的大小，相当于地面上的人展开手臂后观察上面的一粒沙。

  韦伯望远镜拍摄的星系团“SMACS 0723”图像（图片来自：NASA官网）

  7月11日，美国总统拜登在白宫南法庭礼堂进行的NASA官员的简报会上观看了韦伯望远镜拍摄的图像，并且提前通过社会化媒体公布了这张照片。

  根据NASA官网的资料，总共有5张图像与公众见面。这中间还包括银河系中的系外行星“WASP-96b”的光谱图，这一行星位于距地球约1150光年的南天星座凤凰座，光谱图首次呈现了该行星有水、雾霾和云等特征。

  韦伯望远镜拍摄的系外行星“WASP-96b”的光谱图（图片来自：NASA官网）

  另外一张图展示了距地球约2000光年的南环星云，该星云位于船帆座的一个行星状星云，由中心的恒星死亡后向外喷发的物质形成，图像展示了这一行星状星云的全貌；还有位于飞马座的斯蒂芬五重星系，图像揭示了该星系的超大质量黑洞附近气体的速度和成分。

  最后一张图是船底座星云，图像呈现了其最早期、快速形成的阶段。船底座星云距离地球7600光年，是天空中最大、最亮的星云之一，拥有许多比太阳质量大得多的恒星，也是银河系中的一个恒星形成区，新生的恒星和它们组成的星团被包裹在大量的气体和尘埃中间。照片中的很多星点，就是正在诞生中的恒星。

  韦伯望远镜主镜直径6.5米，重7吨，耗资约100亿美元。它由18片巨大六边形子镜构成，主要质地是铍，表面还覆盖了薄薄一层黄金。远远看去，它像一艘巨大的帆船，而主镜像一个闪着金银色的蜂窝，完全展开的面积大约堪比一个网球场。

  韦伯望远镜被誉为是人类迄今为止制造的最大、最复杂、功能最强劲的太空望远镜，也被认为是哈勃望远镜的“继任者”。

  1990年4月24日，哈勃空间望远镜由NASA的发现号航天飞机送入太空，此后哈勃望远镜成为了有史以来最著名、也最重要的天文望远镜。相比哈勃望远镜，韦伯望远镜具备更高的红外分辨率和灵敏度，观察物体的亮度可高达100倍，采集光线面积也达到了哈勃望远镜的5倍以上。哈勃望远镜主要在可见光和紫外波段观测，而韦伯望远镜主要在红外波段观测。

  韦伯望远镜能利用红外线，让人们比以往任何一个时间里都更深入地探索宇宙，不仅解开太阳系中的谜团，还能看向其他恒星周围的遥远世界，揭示最古老、最遥远星系的秘密，探索宇宙中的神秘结构和起源。

  欧洲航天局的安东内拉诺塔博士（Dr. Antonella Nota） 曾描述道：“韦伯望远镜的能力是建立在哈勃31年辉煌历史基础之上。”

  韦伯望远镜项目启动于1996年，由NASA、欧洲空间局和加拿大航天局合作开发，这一个项目最初被称为“新一代太空望远镜”（Next Generation Space Telescope），2002年，为了纪念在阿波罗登月计划中做出突出贡献的NASA第二任局长詹姆斯韦伯，改以其名字命名。

  由于发射时间数次推迟，前后耗时26年，韦伯望远镜也是人类历史上造价最高，耗时最长的太空望远镜。

  韦伯望远镜原计划投资5亿美元，并计划于2007年发射升空。但由于种种原因，导致项目严重超支，到了2008年本应发射的节点上预算已经追加到了51亿美元。到了2017年，为了做更多更精细的测试，预算飙升到了88亿美元。2019年因为新冠疫情，发射又一次延迟，预算这时已经追加到了97亿美元。

  北京时间2021年12月25日20时20分，望远镜在法属圭亚那库鲁航天发射中心使用阿里安-5大型运载火箭发射升空。在升空30天后，韦伯望远镜终于抵达其将要观测宇宙的位置。这一个位置是离地球约150万公里远的第二拉格朗日L2点工作区域。

  今年2月11日，NASA公布了韦伯望远镜所摄第一颗恒星的图像以及该望远镜的一张“照”。3月16日，该望远镜成功完成首次精密校准调试，拍摄出了第一张高清照片。此后，韦伯望远镜又进行了一系列校准工作，才终于在近期真正开始进行科学观测。

  根据科学家的描述，韦伯望远镜是在回视过去的时光，回望宇宙的开端，这是人类所能瞥见的最遥远的过去。这是因为它能够正常的看到非常遥远的星系，这些星系的光用了上百亿年的时间才抵达望远镜。

  NASA局长比尔纳尔逊（Bill Nelson）在周一的记者会上称：“光的旅行速度是每秒18.6万英里。你们现在在图片中看到的光点已经旅行了超过130亿年。”

  现代主流理论认为，宇宙起源于138亿年前大爆炸，由于奇点的突然膨胀，才产生了宇宙中的万事万物。宇宙快速膨胀下，宇宙早期诞生的发光体会出现红移现象，也就是说它们发出的可见光和紫外光被拉长，并以红外线的形式传播。

  通过韦伯望远镜，凭借前所未有的分辨率对星系进行红移观测，科学家们可以探索到宇宙大爆炸后出现的第一批天体,观察原始星系如何随时间生长、恒星和行星系统如何形成，并认识我们身处的太阳系本身，进而了解地球如何具备能提供生命繁衍生息的条件。

  纳尔逊表示，韦伯望远镜非常精确，能让科学家能清楚看到太空深处行星的化学构成并决定它们是不是适合生物栖息。“我们将能够回答我们甚至还不知道的问题。”他说道。

  长年担任欧洲航天局项目经理的彼得詹森（Peter Jensen）表示：“它（韦伯望远镜）将会带领我们进入一场哥伦布式的旅程，探索一个宇宙史上未知的时代。”

  韦伯望远镜的诞生将承载四个核心目标：寻找大爆炸后在宇宙中形成的第一批恒星和星系的光；研究星系的形成和演化；了解恒星形成和行星系统的形成；研究行星系统和生命起源。

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