人类首张深空宇宙全彩图发布

本报记者  刘 扬  本报特约记者 张一帆  任  重

编者的话：7月11日，美国总统拜登在白宫公布了被称为“韦伯第一深场”的星系团SMACS 0723的图像，这是韦伯太空望远镜拍摄的迄今为止最深、最清晰的遥远宇宙红外图像，该图像也是韦伯望远镜拍摄的第一张全彩色图像。美国国家航空航天局（NASA）星期二在马里兰州戈达德太空飞行中心发布韦伯太空望远镜拍摄的大量照片和光谱数据。从首张珍贵图像上可以看出早期宇宙的哪些信息？从中又可以透视出韦伯望远镜性能如何？美国花费巨资打造的旗舰型太空望远镜对其他航天大国有哪些启示？

美国有线电视新闻网、《华盛顿邮报》、路透社等多家媒体11日对此次发布进行了报道。其中既因为这张照片的强大科学魅力，也因为美总统拜登为韦伯首张彩色图像的发布站台。

路透社报道称，韦伯太空望远镜拍摄的第一张全彩色照片是一张星系团图像，让我们得以窥见有史以来最清晰的早期宇宙。由美国总统拜登和NASA局长尼尔森联合发布的这张图像显示了一个距离46亿光年、名为SMACS 0723的星系团。它的组合质量就像一个“引力透镜”，扭曲了空间，从而极大地放大了来自其背后更遥远星系的光。

“我们的宇宙观刚刚被扩大。”美联社11日称，NASA新太空望远镜公布的第一张图像充满了星系，提供了迄今为止捕捉到的最深处的宇宙景象。韦伯太空望远镜拍摄的第一张图像是人类有史以来在时间和距离上看到的最远的图像。这张从宇宙拍摄的彩色图中清楚可见黑茫茫的太空里有许多闪闪发光的星系，而这组照片堪称人类在时间和距离上，看到的最远的银河图。NASA局长尼尔森表示，在这张照片中，数百个白色、黄色、橘色和红色的光点、条纹、螺旋和漩涡，都只是宇宙的一小部分，这些光在130亿年前发出，如今才被韦伯望远镜拍摄下——而大爆炸是在138亿年前发生，也就是说，这张照片里的星系几乎回溯到了宇宙的起点。

美国总统拜登说，这台望远镜是“进入我们宇宙历史的一扇新的窗户”。NASA局长尼尔森表示，韦伯望远镜非常精确，将使科学家能够看到太空深处行星的化学构成并推断它们是否适合生物栖息。他说：“我们将能够回答我们甚至还不知道的问题。”

韦伯太空望远镜是有史以来发射进入太空最大型和最强大的天文望远镜，可以前所未有地观测更深邃的宇宙。该项目原计划耗资5亿美元，但由于各种原因，项目严重超支，总耗资超过100亿美元。原计划2007年发射升空，2021年底才完成发射。

从首张图上能看出哪些信息

《新西兰先驱报》12日称，NASA公布韦伯太空望远镜拍摄到的第一张照片。这张照片是由12.5个小时近红外相机拍摄的不同波长的图像合成的，其在红外波长上达到的深度超过哈勃太空望远镜需要花费数周时间才能到达最深处的视野。照片中的星系团SMACS 0723，包含数千个星系，距离地球46亿光年。韦伯太空望远镜的近红外相机使这些遥远的星系清晰地聚焦在一起——它们具有以前从未见过的微小而模糊的结构，包括星团和漫射特征。随着韦伯寻找宇宙中最早的星系，研究人员很快就会开始更多地了解星系质量、年龄、历史和组成成分。第一张图片强调了韦伯的科学研究能力，以及它巨大的金色镜子和科学仪器拍摄壮观图像的能力。

国家天文台研究员陈学雷12日向《环球时报》记者介绍称，天文望远镜第一次观测叫“初光”(first light)，通过初光可以测试望远镜的性能如何。深入的科学分析需要更多定量化的计算，初步来看韦伯拍摄的首张照片效果非常好，相比美国哈勃望远镜只有一颗恒星的初光照片，这次选择的天体对于公众来说更有吸引力，而通过与哈勃望远镜此前拍摄的同一星系团照片对比，这次的照片更为清晰，具有更丰富的细节，说明望远镜性能更为优越。首张照片选择拍摄的天体是星系团SMACS 0723。银河系是一个包含大量恒星的星系，而星系团则是一个更大的结构，由成百上千星系组成。照片中有不少红色光弧是由引力透镜现象造成的。它们也是一些星系，但不属于SMACS 0723星系团。通过引力透镜可以看到更遥远、更暗的天体，还可以根据这些光弧推断星系团内部物质和引力场如何分布，包含多少暗物质等重要信息。这些光弧往往是红色的，说明发生了红移现象。韦伯望远镜是一个红外望远镜，它拍摄的是红外图像，在红外图像中也可以根据光的不同波长来分为不同颜色，这些红色光弧所代表的星系处在更古老的宇宙之中。

对中国有什么启示

韦伯可以在寻找系外文明以及发现系外生命方面发挥什么作用？

韦伯太空望远镜是欧空局、加拿大航天局和美国国家航空航天局的共用项目，也是哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜的后继项目。它能够提供比哈勃望远镜更高的红外分辨率和灵敏度，观测物体的亮度比哈勃望远镜探测到的最微弱物体亮度要低100倍。这将使天文学和宇宙学领域的广泛研究成为可能。其任务目标主要包括四个，即寻找大爆炸后在宇宙中形成的第一批恒星和星系的光、研究星系的形成和演化、了解恒星形成和行星系统的形成、研究行星系统和生命起源。

陈学雷表示，目前全球科学家已对系外行星进行了大量观测，有科学家提出可以在系外行星上寻找系外生命。有学者提出一些测量方法来寻找系外生命，比如观测行星大气成分以便找到生命迹象，观测行星周边的环境来推断是否可能有生命存在。天文学界预期韦伯望远镜可以在相关领域产生很多研究成果。

美国天基望远镜的研制与应用，对于中国天基望远镜的构建有什么启示吗？陈学雷说，作为天文学领域的研究者，当然希望中国也能有类似的大型太空天文学观测设备。但国际上天文观测设备也有多种类型，美国韦伯望远镜是天文台式的设备，特点是投资高、功能齐全，是旗舰型设备。此外还有非常适合做某方面研究的专用设备。韦伯望远镜从项目酝酿、发射入轨再到传回初光照，经历了很长时间，这种天文台式的太空望远镜的优缺点，是中国需要吸取的经验和教训，以便找到更适合中国自己的天基天文设备的发展模式。▲