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北京时间今天早上,NASA公布了 詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JamesWebb Space Telescope, JWST) 拍摄到的首张照片,星系团SMACS 0723,包含了数千个星系,出现在46亿年前年,这是迄今最清晰的遥远宇宙红外图像。
Credits: NASA, ESA, CSA, and STScI
这张由韦伯的近红外相机 (NIRCam)拍摄,由不同波长的照片合成,拍摄了12.5个小时,哈勃拍摄的话,需要数周时间。
星系团SMACS 0723就像一个透镜一样,放大了更加遥远的星系,韦伯的近红外相机可以聚焦遥远的星系,我们得以看清它们微小的结构。
以下是哈勃天文望远镜拍摄的星系团SMACS 0723。
SMACS 0723(SMACS J0723.3-7327)是一个星系团,位于50亿光年之外的南部沃兰星座(the southern constellation Volan)。这些星团(通过引力透镜)放大了它们后面物体的光,从而可以观察到非常遥远的微弱星系群。
哈勃天文望远镜拍摄的可见光及近红外图像
通过放大韦伯拍摄的SMACS 073图像的中心区域,可以看到一些引力透镜效应,韦伯望远镜将来可能会利用这些效应。
SMACS 073图像的中心区域
此外,NASA预告,第一批 全彩图 像和光谱数据的 其余部分,将在北京时间7月12日22时30分发布,展示前所未有的详细宇宙视图。
JWST即将发布第一批全彩图像和光谱数据
下面列出的这些目标代表了韦伯收集的第一批全彩科学图像和光谱,也是韦伯普通科学行动的正式开始。它们是由NASA、ESA、CSA、和太空望远镜科学研究所(the Space Telescope Science Institute)的代表组成的国际委员会选出的。
1、船底座星云(Carina Nebula)
船底座星云是天空中最大最明亮的星云之一,位于距离船底座约7,600光年的南部,直径296光年。星云是恒星形成的托儿所。船底座星云是许多大质量恒星的家园,其大小是太阳的几倍。天体HH901和902显示了来自超热新生恒星的灼热辐射和快风,是它们塑造了这些柱子。
哈勃天文望远镜拍摄的船底座星云(Carina Nebula)
近红外图像显示,星云背景壁氢气体面纱后面有大量恒星,其中夹杂着尘埃。
船底座星云的JWST红外图像将与右侧的图像相似,包括更暗和更遥远的物体。
2、WASP-96 b(光谱)
WASP-96B是太阳系外的一颗巨大行星,主要由气体组成。这颗距离地球近1,150光年的行星每3.4天围绕其恒星运行一周。它的质量大约是木星的一半,它的发现是在2014年宣布的。
3、南环星云(Southern Ring Nebula)
南环星云,或称“八爆星云(Eight-Burst)”,是一个行星状星云——一个围绕着一颗垂死恒星的膨胀气体云。它的直径接近半光年,距离地球约2,000光年。
哈勃天文望远镜拍摄到的可见光南环星云
来自现在很小但非常热的白矮星(White Dwarf)的紫外线辐射(UV radiation)使周围的气体发出荧光。越亮的恒星越年轻,未来可能会喷射出自己的行星状星云。
斯皮策(Spitzer)太空望远镜拍摄的南环星云
尚未看到红外图像,但其中红外光谱(mid-IR spectra)已由斯皮策(Spitzer)太空望远镜拍摄。
4、蒂芬五重奏(Stephan's Quintet)
斯蒂芬五重奏位于天马星座(constellation Pegasus)的紧凑星系群,距离地球约2.9亿光年,该星系群于1877年发现。五重奏中的5个星系中,有4个被锁定在一个反复近距离接触的宇宙舞蹈中。
哈勃天文望远镜拍摄到的斯蒂芬五重奏
这些星系相遇导致了扭曲的形状、细长的旋臂和包含无数星团和大量恒星诞生的长长的气态潮汐尾巴。近红外的JWST图像肯定会非常壮观,未来会有很多有趣的天体需要研究。
首批图像的发布标志着韦伯科学行动的正式开始,韦伯将继续探索任务的关键科学主题。各小组已经通过一个竞争过程申请了使用这台望远镜的时间,天文学家称之为望远镜的第一个“周期”,即第一年的观测。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。它将解开我们太阳系的谜团,远眺其它恒星周围的遥远世界,探索神秘的结构以及我们在其中的位置。
韦伯空间望远镜的科学仪器
韦伯空间望远镜不仅会对目标天体成像,而且还能将光分解成不同的波长。这就不仅能告诉我们天体的样子,而且能知道它的组成。
Credit:NASA
韦伯空间望远镜一共有四套科学仪器,分别是近红外光谱仪(NIRSpec),中红外仪器(MIRI),近红外相机(NIRCam),近红外成像仪和无缝摄谱仪(NIRISS )。
近红外光谱仪是韦伯空间望远镜上的主力红外光谱仪,它主要目标是实现对恒星和遥远星系等天体的大型光谱调查,在多目标光谱模式下,能同时对多达200个目标天体进行光谱观测。
中红外仪器是韦伯空间望远镜上唯一在中红外波段进行宇宙观测的仪器,工作波长在5微米至28微米。MIRI必须冷却到零下266摄氏度,这比韦伯空间望远镜上的其他仪器的工作温度低30多度。
近红外相机是韦伯空间望远镜上的主相机,能够在0.6至5微米的红外波段进行观测。该仪器将拍摄有史以来最遥远的近红外图像,捕获到来自第一批恒星和星系的光。另外它还是韦伯空间望远镜的主要校准工具。
近红外成像仪和无缝摄谱仪是一种创新性的仪器,有三种观测模式,它的摄像头可与近红外相机的主摄像头同时使用,提供额外的成像功能,另外它还具有无缝摄谱仪。NIRISS 在光谱模式下,能够在系外行星凌日时进行大气化学成分观测。
韦伯与哈勃的对比
韦伯空间望远镜和哈勃空间望远镜的对比。
Credit:ESA
NASA曾派航天飞机对哈勃进行了5次维修,但由于韦伯运行在距离地球大约150万公里的日地拉格朗日L2点,所以不可能派人去维修。虽然韦伯不能派人去维修,但NASA想到可以派机器人对韦伯进行燃料补充。
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