JWST 如何改變我們對宇宙的看法

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡開啟了天文學的新紀元

The Tarantula Nebula nursery. Young stars sparkle in blue at the center and rusty ripples at the outskirts represent cooler gas where future stars will form.

蜘蛛星雲是一個塵埃和氣體雲集的地方,新的恆星正在那裡誕生。在這張 JWST NIRCam 拍攝的影像中心,熾熱的年輕恆星閃耀著藍色光芒,而外圍鏽跡斑斑的波紋則代表著未來恆星將形成的較冷氣體。

NASA、ESA、CSA、STScI 和 Webb ERO 製作團隊

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C閉上眼睛,想象一下“太空”,很有可能你的腦海中會浮現出哈勃拍攝的照片。20 世紀 90 年代,隨著哈勃太空望遠鏡拍攝的影像出現在電視、雜誌、報紙和電影中,它成為了家喻戶曉的名字。幾十年來,它創造了一個共享的太空視覺詞典,並在幾代人的想象中播下了發光星雲、令人難忘的行星和遙遠星系的景象。發射 30 多年後,哈勃仍然執行良好。但現在,它的繼任者有望超越它。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 的第一批照片於 2022 年 7 月 12 日釋出給全世界,它們令人驚歎。清晰度和細節水平前所未有。看到望遠鏡對一些熟悉天體的新視角——從經常被拍攝的卡麗娜星雲到海王星——感覺就像戴上了一副更強勁的新眼鏡。到目前為止,只發布了 JWST 的第一批照片,但每張照片都引起了轟動,這表明在未來幾年,望遠鏡的照片將像哈勃的照片一樣徹底地滲透到公眾的潛意識中。

考慮到 JWST 為到達這裡所付出的努力,這場勝利尤其甜蜜。科學家們在三十多年前就開始規劃它,而建造這座天文臺的工作進度嚴重落後於計劃,預算嚴重超支,以至於許多人擔心它永遠不會發射。當望遠鏡最終於 2021 年 12 月 25 日升空時,最終價格接近 100 億美元,天文學家們感到如釋重負。在隨後的六個月裡,JWST 證明其工作狀態甚至比計劃的還要好,天文學家們真正開始享受其中。


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現在科學家們欣喜若狂。在望遠鏡的初步結果釋出後的三個月內,科學家們向預印本伺服器 arXiv 提交了約 200 篇解釋這些結果的論文。隨之而來的肯定是一場洪流——望遠鏡的初始觀測時間已經被那些在競爭激烈的同行評審選擇過程中獲勝的幸運研究人員預訂了。

在接下來的幾頁中,我們收集了 JWST 迄今為止提供給我們的一些宇宙肖像。我們展示了科學家如何從望遠鏡的原始資料中建立完成的影像記者喬納森·奧卡拉漢解釋了其中一些照片如何已經使宇宙學領域陷入危機。天體物理學家法比奧·帕庫奇描述了哈勃和 JWST 如何透過拍攝“空”空間的圖片來改變科學

很快,當我們想到太空時,我們首先想到的影像很可能就是 JWST 的影像之一。它將執行多久以及它的最終遺產是什麼仍然是懸而未決的問題。但它肯定開局良好。

克拉拉·莫斯科維茨《大眾科學》的高階編輯,她在那裡負責報道天文學、太空、物理學和數學。她在《大眾科學》工作了十年;此前她曾在 Space.com 工作。莫斯科維茨曾對火箭發射、太空梭升空和著陸、亞軌道太空飛行訓練、山頂天文臺等進行過現場報道。她擁有衛斯理大學的天文學和物理學學士學位,以及加州大學聖克魯茲分校的科學傳播研究生學位。

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大眾科學雜誌第 327 卷第 6 期本文最初以“天文學新紀元”為標題發表在 《大眾科學》雜誌 第 327 卷第 6 期 (),第 26 頁
doi:10.1038/scientificamerican1222-26
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