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韋伯太空望遠鏡在宇宙深處,看星體的生與死,令人們讚嘆,也令科學家激動落淚。我們如何解構這些如藝術品的景象?

船底座星雲的「宇宙斷崖」

1996年,美國太空總署(NASA)開展了一個名為「新世代太空望遠鏡」的計畫,以接替行將退役的哈勃望遠鏡(Hubble Space Telescope),參與計劃的還包括歐洲和加拿大的航天局。

2002 年,為了紀念領導太陽神登月計畫的第二任署長詹姆士.韋伯(James Webb),將望遠鏡稱為「韋伯太空望遠鏡」(James Webb Space Telescope)。

這支望遠鏡本來預計在2011年時發射,然而因為技術及預算問題,計畫一度差點腰斬。後來太空總署將整個計劃大幅修改,並將預定發射時間延後至2018年,2020年又遇上新冠肺炎疫情,直至2021年聖誕日才發射升空。

計劃總支出由原本的5億美元,大幅增加至100億美元,前後歷經26年時間,成為人類歷史上造價最高、耗時最長的太空望遠鏡。

飛魚座的SMACS 0723星系

韋伯太空望遠鏡升空30日後,今年1月24日成功進入距離地球150萬公里的觀測點,6月底開始傳回影像,7月11日和12日,美國太空總署先後發表了由韋伯望遠鏡拍攝的照片,从距離地球100萬英里處拍攝的這些照片是有史以來宇宙最深處的照片。

太空總署科學計畫負責人湯瑪斯∙朱布肯(Thomas Zurbuchen)說,他被這些影像感動得幾乎要落淚,他說:「當你看到自然界突然揭示了它的一些奧祕,這是很令人激動的時刻。」

美國總統拜登先於7月11日的白宮簡報會上,公開一張由韋伯望遠鏡拍攝的照片,主要是飛魚座(Volans)中的SMACS 0723星系團的照片。這個星團距離地球約有46億光年,當中觀測到有史以來最微弱的天體,呈現藍、橙、白等顏色。

翌日,太空總署再發布了4張相片,包括距離地球7600光年的船底座星雲(Carina Nebula),這是天空中最大、最亮的星雲之一。在這片由氣體和塵埃雲組成的巨天體中,不少恆星正在誕生。

南環星雲,右邊影像顯示了塵埃內部有第二顆恆星

在其中一張照片中,月光下的夜晚看起來像崎嶇的山脈,實際上是船底座星雲附近一個年輕的恆星形成區NGC 3324的邊緣,該區域被稱為「宇宙斷崖」(Cosmic Cliffs),當中光點是正在誕生中的恆星,下方海綿狀的區域是由星雲中紫外線輻射和恆星風併發出的氣泡、縮孔和噴流,背景有數以百計從未見過的星體。

這張絢麗的景象,令人驚歎,揭示了以前人類未發現的恆星形成時樣貌,太空總體的天體物理學家安柏·史特勞恩(Amber Straughn)說:「我們看到一些從不知道的結構。它們提供了最早期、快速形成階段罕見恆星的一窺」。

另一張組圖顯示距地球2,000光年的南環星雲(Southern Ring Nebula),是一個由氣體和塵埃組成的球狀星雲,直徑接近半光年,體積巨大且持續在膨脹。星雲中心是較暗的部分,是一顆垂死的恆星演化成的白矮星(white dwarf),它不斷向外噴發氣體和灰塵,形成一環一環的氣體雲。而右邊拍攝的影像,首次顯示了塵埃內部有第二顆恆星。

這是位於飛馬座(Pegasus)的史蒂芬五重星系(Stephan’s Quintet),距地球2.9億光年,由五個星系組成,於1877年首次被發現。五個星系群中,還有一個活躍的黑洞,雖然人們不能看見黑洞,但卻能偵測附近氣體的速度和成分。黑洞的鉅大引力,更牽扯著四個星系,反復地在旋舞。

韋伯望遠鏡由一塊黄色的主鏡和下方巨大的遮陽板組成,主鏡長達6.5公尺,由18片六邊形鏡片組成,一個長21公尺厚5層隔熱罩、作用有如一把遮陽傘,製造成本約97億美元。

科學家說,韋伯使用的紅外光線能讓望遠鏡透過宇宙塵埃和氣體,觀測到看到來自宇宙角落的遙遠光線,這些光線幾乎是藝術,甚至用來探測到發生在138億年前的宇宙大爆炸。

太空總署表示,這些新圖像將為人類帶來意想不到的新知,對星系、恆星如何演化,以及難得一見的早期面貌提供全新見解。太空總署署長比爾·尼爾森(Bill Nelson)說:「它或許可回答我們的一些疑問:我們從哪來?那裡還有什麼?我們是誰?」

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