2022年度宇宙美圖大賞：來(lái)自“鴿王”韋布
這張韋布的自拍照，有沒(méi)有讓你激動(dòng)？圖片來(lái)源：NASA/Chris Gunn
引 言
一年前的12月25日，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope）在萬(wàn)眾矚目下終于升空。
回首韋布這一年，盡是驚喜！盡管它的昂貴造價(jià)、一“鴿”再“鴿”被人詬病，但當(dāng)?shù)谝慌茖W(xué)圖像及光譜公之于眾之后，所有的負(fù)面言論都淹沒(méi)在“太美了”“這錢(qián)花得值”等贊美聲中。連美國(guó)總統(tǒng)拜登都爭(zhēng)著率先發(fā)圖。它不斷釋出的太空美圖，以及獲取的更深層次的宇宙信息，撥動(dòng)著地球人的心弦。
在韋布成功發(fā)射一周年到來(lái)之際，筆者按照時(shí)間順序，精心挑選被拍攝到的韋布和其拍攝的美圖，與讀者朋友共同賞析！
撰文 | 呂浩然
責(zé)編 | 陳曉雪
1. 發(fā) 射
2021年12月25日，韋布從法屬圭亞那庫(kù)魯航天中心發(fā)射升空。作為哈勃的繼任者，韋布承載了太多的標(biāo)簽與希望，又擔(dān)負(fù)了太多重任。
2. 抵達(dá)、調(diào)試
2022年1月25日，經(jīng)過(guò)30天、約150萬(wàn)公里的飛行，韋布抵達(dá)它的目的地——日地第二拉格朗日L2點(diǎn)，并進(jìn)行為期4-5個(gè)月的在軌調(diào)試。
2022年4月底，美國(guó)航空航天局（NASA）公布韋布身上四大儀器（近紅外相機(jī)NIRCam，近紅外光譜儀NIRSpec ，中紅外儀器MIRI，近紅外相機(jī)和無(wú)縫光譜NIRISS/FGS）及導(dǎo)向感應(yīng)器的對(duì)焦測(cè)試結(jié)果，韋布瞄準(zhǔn)細(xì)節(jié)的功力可見(jiàn)一斑！
3. 受 傷
2022年5月22日至24日期間，一顆微隕石擊中了韋布已經(jīng)展開(kāi)的18塊鍍金鏡片中的一塊C3反射鏡，造成了無(wú)法彌補(bǔ)的可感傷害。2022年6月21日，官方公布了這一消息，近紅外相機(jī)NIRCam右下角的受傷點(diǎn)位清晰可見(jiàn)。（PS：這圖不算美，但你應(yīng)該了解韋布可能面對(duì)的威脅。）
4. 首批圖像公布
2022年7月12日，NASA公布了韋布的首批圖像及光譜。透過(guò)這些精美絕倫的圖像，其設(shè)計(jì)時(shí)的四大科學(xué)目標(biāo)及任務(wù)：早期宇宙、不同時(shí)代的星系、恒星的生命周期，以及外面的世界（系外行星）幾乎完美實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，公眾看到這些圖片，會(huì)被其精細(xì)美艷的細(xì)節(jié)所驚艷，但需要說(shuō)明的是，圖片上的顏色并不是真實(shí)的（下同）。賽先生天文欄目曾介紹過(guò)，圖中的顏色在天文上稱(chēng)為“偽色圖”，由藍(lán)到紅僅代表了波長(zhǎng)的由短漸長(zhǎng)（← 點(diǎn)擊查看高清大圖）。簡(jiǎn)而言之，圖片是真實(shí)的，只不過(guò)加了層濾鏡。
5. 車(chē)輪星系
2022年8月2日，5億光年外的車(chē)輪星系（Cartwheel Galaxy）的細(xì)節(jié)圖片公布，在韋布強(qiáng)大的紅外凝視下，車(chē)輪星系內(nèi)外環(huán)的細(xì)節(jié)盡顯。而外部若干個(gè)小星系的碰撞也影響著車(chē)輪星系的形狀。
6. 瞄準(zhǔn)木星
2022年8月22日，看多了“遠(yuǎn)在天邊”的星系，家門(mén)口的太陽(yáng)系大哥——木星怎能錯(cuò)過(guò)。在韋布的注視下，木星身上的“大紅斑”、木衛(wèi)五（Amalthea）、木衛(wèi)十五（Adrastea）、木星環(huán)等細(xì)節(jié)清晰可見(jiàn)！
7. 窺見(jiàn)系外行星的水蒸氣和二氧化碳
2022年8月25日，研究人員從距地球1150光年外、在2014年發(fā)現(xiàn)的一顆系外行星WASP-96b（記住它，后面要考）上，發(fā)現(xiàn)了二氧化碳存在的切實(shí)證據(jù)，這也是人類(lèi)首次明確檢測(cè)到了系外行星上存在二氧化碳！而在上圖中，研究人員已經(jīng)在首批公布的圖片中發(fā)現(xiàn)了水蒸氣。二氧化碳+水，好像能做些什么？
8. M74星系和狼蛛星云
2022年8月29日，韋布發(fā)布了M74星系，也就是通常所說(shuō)的幻影星系（Phantom Galaxy）核心的圖像。在這幅圖像中，星系中心向外蜿蜒的那巨大的旋臂和其中細(xì)密的氣體塵埃，滿(mǎn)足了我們對(duì)于神秘星系核心的一切期待。如果說(shuō)這是電影中的模擬畫(huà)面也不為過(guò)，或者說(shuō)，再精美的模擬也沒(méi)有真實(shí)宇宙絢爛。
2022年9月6日，狼蛛星云（30 Doradus, or the Tarantula Nebula）細(xì)節(jié)圖像公布。狼蛛星云位于大麥哲倫星系中，距離地球16萬(wàn)光年。這片星云也是過(guò)去幾十年來(lái)已知的最熱、質(zhì)量最大的恒星的家園，里面蘊(yùn)藏?cái)?shù)千顆前所未見(jiàn)的早期恒星！這次，天文學(xué)家將韋布搭載的三部高分辨率紅外儀器聚焦到了蜘蛛星云上，試圖一窺早期恒星的演化過(guò)程。
9. “老幺”海王星
2022年9月21日，目光再次回到“家門(mén)口”?？赐炅舜蟾缒拘?，太陽(yáng)系老幺海王星的清晰照片被PO出，絢爛的光點(diǎn)及清晰的“裙擺”，加上粉粉的配色，很可愛(ài)有木有？！
10. “創(chuàng)世之柱”
2022年10月19日，距離我們6500光年的“創(chuàng)世之柱”（the Pillars of Creation）星云超清圖像公布。1995年，哈勃天文望遠(yuǎn)鏡首次觀察到了，一看就是近30年。此次韋布公布的超清照片中，三維的山峰與周?chē)臍怏w塵埃融為一體，而在這其中，無(wú)數(shù)恒星正在醞釀當(dāng)中，真是沒(méi)有辱沒(méi)其“創(chuàng)世”之名。
11. 沙漏星云
2022年11月16日，韋布拍攝到的位于金牛座的暗云 L1527的沙漏狀星云照片，這些在紅外波段可見(jiàn)的“吞云吐霧”為我們揭開(kāi)了恒星早期形成的圖景，也讓我們一窺恒星誕生的重要過(guò)程。不知是否是筆者的錯(cuò)覺(jué)：在沙漏的交匯處，有種“某種事物在誕生”的感覺(jué)。你是否也有同感呢？
12. 明亮的“遲暮”
2022年11月17日，同樣是在首期公布的圖片中，GLASS（the Grism Lens-Amplified Survey from Space）項(xiàng)目組的天文學(xué)家們通過(guò)分析，在這幅絢爛的深景圖片中，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)異常明亮的星系，分別存在于大爆炸后大約4.5和3.5億年（紅移分別約為10.5和12.5）。3.5億年，是人類(lèi)目前為止發(fā)現(xiàn)的距離大爆炸最近，也是年齡最長(zhǎng)的星系！但明明已近遲暮的它，為什么仍如此明亮呢？
13. 有大氣層的系外行星
2022年11月22日，關(guān)于WASP-96b（還記得哪里提到過(guò)嗎？）的研究再獲喜報(bào)！通過(guò)對(duì)其光譜的研究，天文學(xué)家們確定了WASP-96b上有大氣層！且內(nèi)含二氧化硫，加之之前發(fā)現(xiàn)的鈉、鉀、水蒸氣、一氧化碳和二氧化碳，WASP-96b無(wú)疑將成為未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間“宜居行星”的大熱門(mén)（上圖為藝術(shù)圖，非實(shí)拍）。
14. 土星的“月亮”
2022年12月1日，韋布又發(fā)布了一組重要的圖像，土星的“月亮”——土衛(wèi)六（Titan）。韋布上的近紅外相機(jī)NIRCam等儀器通過(guò)對(duì)土衛(wèi)六的拍攝，能夠清晰地辨認(rèn)出土衛(wèi)六上的云層（Cloud A和Cloud B）隨時(shí)間的推演而移動(dòng)。隨后的分析也確認(rèn)土衛(wèi)六上的克拉肯海（Kraken Mare）是一個(gè)甲烷海，貝萊特（Belet）則是一個(gè)深色的沙丘?？磥?lái)土星的月亮要比咱們地球的歡實(shí)多了。
15. 明亮的螺旋星系
2022年12月21日，異常明亮的螺旋星系NGC 7469高清照釋出！這個(gè)位于飛馬座，距離地球2.2億光年的大家伙直徑足有9萬(wàn)光年。相較于其它細(xì)節(jié)，圖片上自星系中心發(fā)出的六條明亮地對(duì)稱(chēng)紅光非常顯眼，而另一對(duì)水平暗光則隱藏在中心區(qū)域。其實(shí)，這些光線(xiàn)并不是NGC 7469發(fā)出的光，六條紅光是光線(xiàn)在韋布每塊六邊形鏡片邊緣所產(chǎn)生的衍射尖峰（diffraction spike），而另外兩條暗光則是由幫助支撐韋布副鏡的垂直支柱衍射產(chǎn)生的。
寫(xiě)在最后
前面我們提到，韋布有四大科學(xué)目標(biāo)及任務(wù)：早期宇宙、不同時(shí)代的星系、恒星的生命周期。韋布從調(diào)試完成到現(xiàn)在，僅僅半年時(shí)間，就帶給我們?nèi)绱硕嗟捏@喜。其所展示出的實(shí)力，堪稱(chēng)劃時(shí)代！今天的美圖大賞背后，是無(wú)數(shù)天文學(xué)家、工程師等科研工作者20余年的（1996年韋布項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)）付出與積淀，是海量的數(shù)據(jù)分析、處理、整合。
韋布，已經(jīng)打開(kāi)了一個(gè)觀察宇宙的清晰窗口，讓我們得以窺見(jiàn)更深的宇宙，更清晰的細(xì)節(jié)。更值得期待的是，韋布正在嚴(yán)格按照計(jì)劃好的觀測(cè)時(shí)間表進(jìn)行觀測(cè)，第一年的觀測(cè)計(jì)劃還包括兩顆“超級(jí)地球”——滿(mǎn)是熔巖的55 Cancri e和沒(méi)有空氣的LHS 3844 b。2023年，讓我們一起見(jiàn)證韋布觀測(cè)到的宇宙更多細(xì)節(jié)！
* 注：除頭圖外，正文圖片皆來(lái)自NASA, ESA, CSA, STScI
制版編輯 | Livan
