詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 已經將人類的視野擴展到了比以往任何時候都更遠的時間和空間,令人驚嘆地窺探到了迄今為止早期宇宙最深、最清晰的紅外圖像。

現在,美國太空總署(NASA)剛剛公佈了五張人類有史以來最有野心的望遠鏡所拍攝的令人驚嘆的全彩圖像。這些令人難以置信的景像比我們以前見過的更清晰、更詳細,讓您大飽眼福。

如果您還沒有感到震驚,請考慮這只是五天的圖像! 這是世界各地許多人數十年來辛勤工作的結晶,而這僅僅是個開始。

南環狀星雲 / The Southern Ring Nebula

你在這裡看到的是來自南環狀星雲的壯觀的死亡浪潮——從垂死的恆星身上抖落下來的氣體外殼。

南環狀星雲,又名 NGC 3132,距離我們大約 2,500 光年,是位於船帆座南部的一個華麗的發光團。

它的中心有兩顆星星。 較暗的是白矮星,另一顆是死亡恆星的坍縮核心,在它的一生中,它的質量是太陽質量的八倍。 它到了生命的盡頭,吹掉了它的外層,核心坍塌成一個超高密度的物體:質量是太陽的 1.4 倍,擠在一個地球大小的物體裡。 雖然它仍然發光,但那只是來自餘熱。 數十億年之後,它會冷卻成一個黑暗、死去的物體。

JWST 首次能夠揭露出這顆恆星被塵埃所掩蓋。 較亮的恆星正處於其演化的早期階段,有朝一日會爆炸成自己的星雲。

在左圖,韋伯的近紅外相機 (NIRCam) 揭示了來自新形成的膨脹的氣泡狀橙色氫氣,以及來自死星剩餘的受熱核心的熱電離氣體的藍色薄霧。

在右圖,韋伯中紅外儀器 (MIRI) 拍攝的圖像中,藍色碳氫化合物形成與上一張圖像中的橙色相似的圖案,因為它們聚集在氫塵環的表面。

這張圖片首次顯示了這顆較暗的恆星被塵埃包圍。

「韋伯將使天文學家能夠深入研究像這樣的行星狀星雲的更多細節,」美國太空總署解釋說。 「了解存在哪些分子,以及它們在氣體和塵埃殼中的位置將有助於研究人員完善他們對這些物體的了解。」

為了提供對於新細節的背景認識,下圖是哈伯望遠鏡在 1998 年拍攝南環狀星雲的視圖,可以與上圖進行對比。

深場影像 / The Deep Field Image

我們已經看過了 SMACS 0723 的深場影像,裡面充滿了數十億年前凍結的星系。 今天,韋伯團隊提供了對該圖像的更多見解。

比較韋伯的中紅外 (L) 和近紅外 (R) 視圖。 是鏡頭光暈嗎? 不,您看到的尖峰是來自明亮物體(如恆星)的光被望遠鏡邊緣彎曲時。 它們在中紅外中不那麼突出。

系外行星 WASP-96b / Exoplanet WASP-96b

JWST 的目標之一是系外行星 WASP-96b,這是一個炎熱蓬鬆感的世界,它離它的恆星非常近,只有 3.5 個地球日的軌道。 它圍繞著 1,150 光年外的一顆類似太陽的恆星運轉。

WASP-96b 的質量不到木星的一半,直徑是木星的 1.2 倍,所以它比我們太陽系中的任何氣態巨行星都要膨脹得多——而且溫度也高於 1000 華氏(538 攝氏)。

令人著迷的是,JWST 已經能夠在這顆系外行星的大氣層中探測到雲和霧的證據,捕捉到「明顯的水的特徵」。

透過在 6 月 21 日的 6.4 小時內觀察特定顏色光亮度的微小下降,JWST 能夠揭示地球周圍特定氣體分子的存在。這是我們收到的對系外行星大氣的最詳細觀測。

它是如何運作的?當一顆系外行星在我們和它的主星之間經過時——這就是所謂的凌日——如果恆星有大氣層的話,應該有一小部分非常少量的恆星光穿過恆星的大氣層。科學家們可以查看這種光的光譜,從大氣中的元素吸收和重新發射的光中尋找更亮或更暗的波長。這可以告訴我們這些元素是什麼。

有趣的是,之前的觀測表明 WASP-96b 有一個清晰的大氣層,沒有雲。所以我們還有很多地方要了解這顆奇怪的系外行星。

這不是我們第一次在系外行星的大氣層中探測到水——哈勃太空望遠鏡在 2013 年做到了這一點——但韋伯的探測速度更快、更詳細,而且它只是暗示了我們在了解外星世界方面的潛力。

史蒂芬五重星系 / Stephan’s Quintet

史蒂芬五重星系是一組被鎖在宇宙中的星系,伴隨著碰撞和新的恆星爆炸形成(如下圖中的紅色區域)。

史蒂芬五重星系新的 JWST 圖像異常巨大,覆蓋的天空區域是月球直徑五分之一(從地球上看),包含超過 1.5 億像素。 它由大約 1,000 個圖像文件構成,幫助我們了解這些戲劇性的星系相互作用是如何塑造星系演變的。

在這張圖片的最頂層星系 NGC 7319 中,科學家們發現了物質圍繞著一個巨大的黑洞旋轉的跡象。 它從吞噬的所有物質中釋放出的光能是我們太陽的 400 億倍。

雖然可以看到五個星系,但實際上只有四個星系靠得很近——左邊的 NGC 7320 離我們更近,距離我們 4000 萬光年,而其他的距離我們大約 2.9 億光年。

船底座星雲 / The Carina Nebula

最後,是我們以前從未見過的華麗船底座星雲——擁有數百顆全新的恆星。 這張令人難以置信的圖像顯示了附近一個年輕的恆星形成區域的邊緣,也稱為 NGC 3324。

紅外 JWST 圖像中驚人的細節提供了令人驚嘆的深度和紋理感,還有許多神秘的新結構可供探索。

這張照片中的最高峰被稱為「宇宙懸崖」,有驚人的 7 光年之高,強烈的輻射將藍色電離氣體從其上蒸發掉。

頂部是新生恆星爆炸成生命的地方,它們產生的恆星風將橙色氣體推開,這反過來也點燃了新恆星,或者可以在它們形成之前就將其熄滅。

最瘋狂的是,我們都是由我們在這張圖片中看到的相同的恆星物質組成的。

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參考資料:

  1. Koumoundouros, T., (2022, July 12). BREAKING: Five New Incredible Images Released From The JWST. ScienceAlert
  2. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/breaking-five-new-incredible-images-released-from-the-jwst
  3. 圖片來源:https://twitter.com/NASA
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