从恒星诞生地到迄今为止最深的宇宙视野，美国宇航局的望远镜令人眼花缭乱
在詹姆斯韦伯太空望远镜发布的第一张照片的一部分中，来自古老星系的光斑在 130 亿年后到达我们这里闪耀着光芒。
我们现在比以往任何时候都更远、更深、更清楚地看到了太空。
恒星诞生地，围绕垂死恒星的星云，一组密切相互作用的星系，系外行星光的第一个光谱。这些是詹姆斯韦伯太空望远镜在 7 月 12 日的新闻发布会上发布的首批图像中的一些。这四组宇宙场景紧随望远镜发布的第一张图像之后，即数千个遥远星系的远景，在 7 月 11 日的白宫简报会上提出。
“首先，它真的很漂亮。它充满了星系，”JWST 运营科学家 Jane Rigby 在 7 月 12 日的简报会上说。“我们用韦伯拍摄的每一张照片都是如此。我们不能拍[一张]空白天空的照片。我们所见之处，处处都是星系。”
深入
第一张发布的图像中捕捉到的星系位于距离我们约 46 亿光年远的星系团后面。这些更接近星系的质量扭曲了时空，使得星团后面的物体被放大，让天文学家有机会观察超过 130 亿年的早期宇宙。
即使有这种天体辅助，其他现有的望远镜也永远看不到这么远。但是詹姆斯韦伯太空望远镜，也被称为 JWST，非常大——宽 6.5 米，它的镜子宽度几乎是哈勃太空望远镜的三倍。它还可以看到远处星系出现的红外波长。这些特征使它比以前的天文台更具优势。
位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的里格比说：“这是我们从未有过的清晰度和清晰度。你真的可以放大和玩耍。”
巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家 Klaus Pontoppidan 在 6 月 29 日的新闻发布会上说，尽管第一张图片代表了迄今为止对宇宙最深的看法，但“这不是一个能维持很长时间的记录”。“科学家们将很快打破这一记录，并走得更深。”
但是，JWST 的构建不仅仅是为了比以往任何时候都更深入、更远地追溯时间。第一批图像和数据的缓存展示了近处和远处的太空场景，单个恒星和整个星系的一瞥，甚至可以窥探遥远行星大气的化学成分。
“这些是在五天内拍摄的照片。每五天，我们就会获得更多数据，”欧洲航天局科学顾问马克麦考林在 7 月 12 日的简报会上说。（JWST 是 NASA、ESA 和加拿大航天局之间的国际合作。）“这是几十年工作的成果，但这只是几十年的开始。我们今天从这些图像中看到的基本上是我们现在已经准备好了。”
宇宙悬崖
这张图片显示了“宇宙悬崖”，它是巨大船底座星云的一部分，该区域距离地球约 7,600 光年，那里正在诞生许多大质量恒星。一些最著名的哈勃太空望远镜图像在可见光下展示了这个星云，但 JWST 在“红外烟花”中显示它，Pontoppidan 说。JWST 的红外探测器可以看穿尘埃，因此星云看起来特别闪烁着星星。
美国宇航局戈达德天体物理学家安伯·斯特劳恩说：“我们正在看到以前完全隐藏在我们视野之外的全新恒星。”
但尘埃本身的分子也在发光。来自图像顶部的婴儿恒星的高能风正在推动和雕刻穿过中间的气体和尘埃墙。“我们看到了从新生恒星中喷出的气泡、空腔和喷流的例子，”斯特劳恩说。气体和尘埃是新恒星和新行星的原材料。
“它提醒我，我们的太阳和我们的行星，以及最终的我们，都是由我们在这里看到的同样的东西形成的，”斯特劳恩说。“我们人类真的与宇宙相连。我们是用同样的东西做的。”
泡沫星云
南环星云是一个膨胀的气体云，它围绕着一颗距离地球约 2000 光年的垂死恒星。在之前的哈勃图像中，星云看起来像一个长方形游泳池，中间有一个模糊的橙色甲板和一颗明亮的钻石，一颗白矮星。JWST 的视野远不止于此，在气体中显示出比以前的望远镜所能看到的更多的卷须和结构。
太空望远镜科学研究所的 JWST 天文学家卡尔·戈登说：“你会看到这种起泡的，几乎是泡沫状的外观。” 在从 JWST 的 NIRCam 仪器捕捉到近红外光的左手图像中，泡沫追踪了随着尘埃从中心向外扩张而形成的氢分子。由于恒星剩余核心加热的热电离气体，中心呈现蓝色。光线从星云中逸出，就像太阳从斑驳的云层中窥视一样。
在右侧图像中，由 MIRI 中红外相机拍摄，外环呈蓝色，微量碳氢化合物在尘埃颗粒表面形成。MIRI 图像还揭示了星云核心中的第二颗恒星。
“我们知道这是一颗双星，但我们并没有看到太多产生这个星云的实际恒星，”戈登说。“现在在美里，这颗星发出红光。”
银河五重奏
斯蒂芬五重奏是 1877 年发现的一个距离我们约 2.9 亿光年的星系群。其中四个星系正在进行亲密的引力舞蹈，其中一个成员穿过星团的核心。（第五个星系实际上离地球更近，只是出现在天空中的一个类似位置。）JWST 的图像显示星系内的结构比之前的观测结果更多，揭示了恒星诞生的地方。
欧洲航天局的 JWST 科学家乔瓦娜·贾尔迪诺 (Giovanna Giardino) 说：“这是一个非常重要的图像和研究领域，”因为它显示了推动星系演化的那种相互作用。
仅在 MIRI 仪器的图像中，星系看起来就像纤细的骷髅相互靠近。两个星系显然接近合并。在顶部星系中，超大质量黑洞的证据浮出水面。围绕黑洞旋转的物质被加热到极高的温度，并在落入黑洞时发出红外光。
系外行星的天空
这个“图像”显然与其他“图像”不同，但它在科学上同样令人兴奋。它显示了恒星 WASP 96 在穿过其气态巨行星 WASP 96b 的大气层时发出的光谱。
NASA 系外行星科学家 Knicole Colón 说：“在某些人看来，你会得到一堆看似颠簸和摆动的东西，但它实际上充满了信息内容。” “你实际上看到了表明这颗系外行星大气中存在水蒸气的颠簸和摆动。”
探测行星
JWST 从恒星 WASP 96 中获取了穿过其巨行星 WASP 96b 大气层的光谱。
这颗行星大约是木星质量的一半，每 3.4 天绕其恒星运行一次。此前天文学家认为它的天空中没有云，但来自 JWST 的新数据显示出云和雾霾的迹象。“有云和雾霾的证据，因为水景没有我们预测的那么大，”科隆说。
好久不见
这些第一批图像和数据已经很久了。将成为 JWST 的望远镜最初是在 1980 年代构想出来的，其规划和建设遭遇了多年的预算问题和延误（SN：10/6/21）。
望远镜最终于 12 月 25 日发射升空。然后它必须在太空中展开和组装，前往距离地球约 150 万公里的重力稳定点，对准由 18 个六边形段组成的昆虫状主镜，并校准其科学仪器（SN： 22年 1 月 24 日）。在这个过程中有数百个可能的故障点，但望远镜成功展开并开始工作。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的 JWST 高级项目科学家约翰·马瑟说：“我们很高兴它能够奏效，因为存在如此多的风险。” “全世界都相信我们会投入数十亿美元，让它成功，而且它奏效了。所以这是一种巨大的解脱。”
在接下来的几个月里，望远镜团队发布了校准图像的预告片，这些图像已经显示了数百个遥远的、从未见过的星系。但现在发布的图像是科学家们将用来解开宇宙奥秘的数据制作的第一张全彩照片。
“它看到了我从未梦想过的东西，”马瑟说。
对于望远镜团队来说，终于看到第一张图像的欣慰是显而易见的。“就像，’天哪，我们成功了！’”同样来自太空望远镜科学研究所的图像处理器 Alyssa Pagan 说。“这似乎是不可能的。就像不可能的事情发生了一样。”
鉴于对第一批图像的预期，成像团队宣誓保密。“我什至无法与我的妻子分享它，”制作第一张彩色科学图像的团队负责人 Pontoppidan 说。
“你正在看到宇宙最深的图像，而你是唯一一个看到过这一点的人，”他在谈到 7 月 11 日发布的第一张照片时说。“这非常孤独。” 然而很快，随着望远镜下载第一张图像，科学家、图像处理器和科学作家团队连续数周每天都能看到新的东西。“这是一种疯狂的体验，”Pontoppidan 说。“千载难逢的。”
对于 Pagan 来说，时机是完美的。“这是一件非常统一的事情，”她说。“世界现在是如此两极分化。我认为它可以使用一些更通用和连接的东西。这是一个很好的视角，提醒我们，我们是如此伟大和美丽的事物的一部分。”
JWST 刚刚开始，它现在开始了第一轮全面的科学运营。“还有很多科学工作要做，”马瑟说。“宇宙的奥秘不会很快结束。”
