2022年度宇宙美圖大賞：來自“鴿王”韋布
這張韋布的自拍照，有沒有讓你激動？圖片來源：NASA/Chris Gunn
引 言
一年前的12月25日，詹姆斯·韋布空間望遠鏡（James Webb Space Telescope）在萬眾矚目下終于升空。
回首韋布這一年，盡是驚喜！盡管它的昂貴造價、一“鴿”再“鴿”被人詬病，但當(dāng)?shù)谝慌茖W(xué)圖像及光譜公之于眾之后，所有的負面言論都淹沒在“太美了”“這錢花得值”等贊美聲中。連美國總統(tǒng)拜登都爭著率先發(fā)圖。它不斷釋出的太空美圖，以及獲取的更深層次的宇宙信息，撥動著地球人的心弦。
在韋布成功發(fā)射一周年到來之際，筆者按照時間順序，精心挑選被拍攝到的韋布和其拍攝的美圖，與讀者朋友共同賞析！
撰文 | 呂浩然
責(zé)編 | 陳曉雪
1. 發(fā) 射
2021年12月25日，韋布從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空。作為哈勃的繼任者，韋布承載了太多的標(biāo)簽與希望，又擔(dān)負了太多重任。
2. 抵達、調(diào)試
2022年1月25日，經(jīng)過30天、約150萬公里的飛行，韋布抵達它的目的地——日地第二拉格朗日L2點，并進行為期4-5個月的在軌調(diào)試。
2022年4月底，美國航空航天局（NASA）公布韋布身上四大儀器（近紅外相機NIRCam，近紅外光譜儀NIRSpec ，中紅外儀器MIRI，近紅外相機和無縫光譜NIRISS/FGS）及導(dǎo)向感應(yīng)器的對焦測試結(jié)果，韋布瞄準(zhǔn)細節(jié)的功力可見一斑！
3. 受 傷
2022年5月22日至24日期間，一顆微隕石擊中了韋布已經(jīng)展開的18塊鍍金鏡片中的一塊C3反射鏡，造成了無法彌補的可感傷害。2022年6月21日，官方公布了這一消息，近紅外相機NIRCam右下角的受傷點位清晰可見。（PS：這圖不算美，但你應(yīng)該了解韋布可能面對的威脅。）
4. 首批圖像公布
2022年7月12日，NASA公布了韋布的首批圖像及光譜。透過這些精美絕倫的圖像，其設(shè)計時的四大科學(xué)目標(biāo)及任務(wù)：早期宇宙、不同時代的星系、恒星的生命周期，以及外面的世界（系外行星）幾乎完美實現(xiàn)。
當(dāng)然，公眾看到這些圖片，會被其精細美艷的細節(jié)所驚艷，但需要說明的是，圖片上的顏色并不是真實的（下同）。賽先生天文欄目曾介紹過，圖中的顏色在天文上稱為“偽色圖”，由藍到紅僅代表了波長的由短漸長（← 點擊查看高清大圖）。簡而言之，圖片是真實的，只不過加了層濾鏡。
5. 車輪星系
2022年8月2日，5億光年外的車輪星系（Cartwheel Galaxy）的細節(jié)圖片公布，在韋布強大的紅外凝視下，車輪星系內(nèi)外環(huán)的細節(jié)盡顯。而外部若干個小星系的碰撞也影響著車輪星系的形狀。
6. 瞄準(zhǔn)木星
2022年8月22日，看多了“遠在天邊”的星系，家門口的太陽系大哥——木星怎能錯過。在韋布的注視下，木星身上的“大紅斑”、木衛(wèi)五（Amalthea）、木衛(wèi)十五（Adrastea）、木星環(huán)等細節(jié)清晰可見！
7. 窺見系外行星的水蒸氣和二氧化碳
2022年8月25日，研究人員從距地球1150光年外、在2014年發(fā)現(xiàn)的一顆系外行星WASP-96b（記住它，后面要考）上，發(fā)現(xiàn)了二氧化碳存在的切實證據(jù)，這也是人類首次明確檢測到了系外行星上存在二氧化碳！而在上圖中，研究人員已經(jīng)在首批公布的圖片中發(fā)現(xiàn)了水蒸氣。二氧化碳+水，好像能做些什么？
8. M74星系和狼蛛星云
2022年8月29日，韋布發(fā)布了M74星系，也就是通常所說的幻影星系（Phantom Galaxy）核心的圖像。在這幅圖像中，星系中心向外蜿蜒的那巨大的旋臂和其中細密的氣體塵埃，滿足了我們對于神秘星系核心的一切期待。如果說這是電影中的模擬畫面也不為過，或者說，再精美的模擬也沒有真實宇宙絢爛。
2022年9月6日，狼蛛星云（30 Doradus, or the Tarantula Nebula）細節(jié)圖像公布。狼蛛星云位于大麥哲倫星系中，距離地球16萬光年。這片星云也是過去幾十年來已知的最熱、質(zhì)量最大的恒星的家園，里面蘊藏數(shù)千顆前所未見的早期恒星！這次，天文學(xué)家將韋布搭載的三部高分辨率紅外儀器聚焦到了蜘蛛星云上，試圖一窺早期恒星的演化過程。
9. “老幺”海王星
2022年9月21日，目光再次回到“家門口”?？赐炅舜蟾缒拘?，太陽系老幺海王星的清晰照片被PO出，絢爛的光點及清晰的“裙擺”，加上粉粉的配色，很可愛有木有？！
10. “創(chuàng)世之柱”
2022年10月19日，距離我們6500光年的“創(chuàng)世之柱”（the Pillars of Creation）星云超清圖像公布。1995年，哈勃天文望遠鏡首次觀察到了，一看就是近30年。此次韋布公布的超清照片中，三維的山峰與周圍的氣體塵埃融為一體，而在這其中，無數(shù)恒星正在醞釀當(dāng)中，真是沒有辱沒其“創(chuàng)世”之名。
11. 沙漏星云
2022年11月16日，韋布拍攝到的位于金牛座的暗云 L1527的沙漏狀星云照片，這些在紅外波段可見的“吞云吐霧”為我們揭開了恒星早期形成的圖景，也讓我們一窺恒星誕生的重要過程。不知是否是筆者的錯覺：在沙漏的交匯處，有種“某種事物在誕生”的感覺。你是否也有同感呢？
12. 明亮的“遲暮”
2022年11月17日，同樣是在首期公布的圖片中，GLASS（the Grism Lens-Amplified Survey from Space）項目組的天文學(xué)家們通過分析，在這幅絢爛的深景圖片中，發(fā)現(xiàn)了兩個異常明亮的星系，分別存在于大爆炸后大約4.5和3.5億年（紅移分別約為10.5和12.5）。3.5億年，是人類目前為止發(fā)現(xiàn)的距離大爆炸最近，也是年齡最長的星系！但明明已近遲暮的它，為什么仍如此明亮呢？
13. 有大氣層的系外行星
2022年11月22日，關(guān)于WASP-96b（還記得哪里提到過嗎？）的研究再獲喜報！通過對其光譜的研究，天文學(xué)家們確定了WASP-96b上有大氣層！且內(nèi)含二氧化硫，加之之前發(fā)現(xiàn)的鈉、鉀、水蒸氣、一氧化碳和二氧化碳，WASP-96b無疑將成為未來很長一段時間“宜居行星”的大熱門（上圖為藝術(shù)圖，非實拍）。
14. 土星的“月亮”
2022年12月1日，韋布又發(fā)布了一組重要的圖像，土星的“月亮”——土衛(wèi)六（Titan）。韋布上的近紅外相機NIRCam等儀器通過對土衛(wèi)六的拍攝，能夠清晰地辨認(rèn)出土衛(wèi)六上的云層（Cloud A和Cloud B）隨時間的推演而移動。隨后的分析也確認(rèn)土衛(wèi)六上的克拉肯海（Kraken Mare）是一個甲烷海，貝萊特（Belet）則是一個深色的沙丘。看來土星的月亮要比咱們地球的歡實多了。
15. 明亮的螺旋星系
2022年12月21日，異常明亮的螺旋星系NGC 7469高清照釋出！這個位于飛馬座，距離地球2.2億光年的大家伙直徑足有9萬光年。相較于其它細節(jié)，圖片上自星系中心發(fā)出的六條明亮地對稱紅光非常顯眼，而另一對水平暗光則隱藏在中心區(qū)域。其實，這些光線并不是NGC 7469發(fā)出的光，六條紅光是光線在韋布每塊六邊形鏡片邊緣所產(chǎn)生的衍射尖峰（diffraction spike），而另外兩條暗光則是由幫助支撐韋布副鏡的垂直支柱衍射產(chǎn)生的。
寫在最后
前面我們提到，韋布有四大科學(xué)目標(biāo)及任務(wù)：早期宇宙、不同時代的星系、恒星的生命周期。韋布從調(diào)試完成到現(xiàn)在，僅僅半年時間，就帶給我們?nèi)绱硕嗟捏@喜。其所展示出的實力，堪稱劃時代！今天的美圖大賞背后，是無數(shù)天文學(xué)家、工程師等科研工作者20余年的（1996年韋布項目已經(jīng)啟動）付出與積淀，是海量的數(shù)據(jù)分析、處理、整合。
韋布，已經(jīng)打開了一個觀察宇宙的清晰窗口，讓我們得以窺見更深的宇宙，更清晰的細節(jié)。更值得期待的是，韋布正在嚴(yán)格按照計劃好的觀測時間表進行觀測，第一年的觀測計劃還包括兩顆“超級地球”——滿是熔巖的55 Cancri e和沒有空氣的LHS 3844 b。2023年，讓我們一起見證韋布觀測到的宇宙更多細節(jié)！
* 注：除頭圖外，正文圖片皆來自NASA, ESA, CSA, STScI
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