詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的五張照片

柳風(fēng)鳶

宇宙懸崖——恒星誕生的搖籃

盡管位于銀河系人馬臂船底座中，這片星云并不是我們常說(shuō)的船底座星云——那是NGC3372，南半球天空中最大的彌漫星云之一。這片星云位于船底座星云西北角的疏散星團(tuán)NGC3324中，同樣處在銀河系內(nèi)，照片拍攝的只是它的一個(gè)局部，離地球大約7500光年，昵稱為“宇宙懸崖”。

星云的成分往往都很復(fù)雜：塵埃顆粒、復(fù)雜分子、氣體……它們是誕生恒星的搖籃。在宇宙懸崖上，我們看到的那些燦爛的微小星點(diǎn)，正是呱呱墜地的新鮮恒星。其中有些被原行星盤(pán)包圍著，環(huán)繞著淡淡的粉紅色光環(huán)；其中的碳?xì)浠衔镎恍枪庹樟粒路鸬厍蛏系幕馃?。有些噴發(fā)出錐形的原恒星風(fēng)，揮灑著金色的氣體和塵埃。

地球上的海邊懸崖不斷被浪花侵襲，而宇宙懸崖崎嶇不平的模樣，也由新生恒星那浪花般源源不斷的紫外線和可見(jiàn)光侵蝕而成。塵埃顆粒和大分子被擊碎，熱塵埃和離子如同蒸汽一般從星云中散發(fā)出來(lái)，形成了圖像上淡淡的薄紗狀結(jié)構(gòu)。

觀察這種富含塵埃的區(qū)域，韋布望遠(yuǎn)鏡有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)：紅外線的穿透能力更強(qiáng)，使它能夠看到比哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的光學(xué)圖像多得多的恒星以及原恒星結(jié)構(gòu)。

SMACS0723深場(chǎng)——迄今最清晰的早期宇宙圖像

韋布望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)了46億光年外的星系團(tuán)SMACS0723，花費(fèi)12.5小時(shí)拍攝了這張深場(chǎng)照片。多虧了極高的靈敏度，它比哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝類似深場(chǎng)所需的時(shí)間縮短了一個(gè)量級(jí)。照片中包含了數(shù)千個(gè)星系，主要分為兩類：一類是SMACS0723星系團(tuán)中淡金色的成員，它們離我們較近；另一類是位于更遠(yuǎn)處的背景星系，它們的光穿過(guò)星系團(tuán)，傳遞到我們這里。而圖中閃耀著八條星芒的明亮天體，其實(shí)是銀河系內(nèi)的恒星，它們本來(lái)是點(diǎn)源，經(jīng)過(guò)望遠(yuǎn)鏡主鏡鏡面和副鏡支架造成的衍射，才形成了這么奇怪的圖像。

按照廣義相對(duì)論，引力會(huì)造成光線彎曲。星系團(tuán)中彌漫著透明但引力巨大的暗物質(zhì)，就像一面巨大的哈哈鏡，扭曲了它背后星系的圖像。圍繞圖像中心的許多若有若無(wú)的橙紅色弧形結(jié)構(gòu)，就是被引力透鏡扭曲的背景星系。引力透鏡還造成了“幻影”，讓一個(gè)星系同時(shí)出現(xiàn)在好幾個(gè)位置。

在紅外波段，韋布望遠(yuǎn)鏡看到了遙遠(yuǎn)星系經(jīng)過(guò)紅移之后的主要能量部分，從而較容易探測(cè)到宇宙早期的星系。那些顏色赤紅的星系，隱含著宇宙“青春期星系”形成的秘密。

斯蒂芬五重奏——人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)致密星系群

顧名思義，斯蒂芬五重奏里有5個(gè)星系。如果你數(shù)漏了1個(gè)，那多半因?yàn)橛袃蓚€(gè)星系是“抱”在一起的：最中間的星系是正在并合過(guò)程中的NGC7318a和NGC7318b，它們各自擁有自己的明亮星系核。由于相互作用，較靠上的NGC7318b周圍形成了強(qiáng)大的激波，催化恒星劇烈形成，造就了它們周圍金紅色的弧狀結(jié)構(gòu)。

這支五重奏貌合神離：相比另外4個(gè)，最左邊的星系NGC7320其實(shí)離我們要近2.5億光年，只是視線上剛好“摞”在一起。而位于圖像最下方的NGC7317是一個(gè)衰老的橢圓星系，更規(guī)則、更紅，恒星形成也更緩慢。最上方的NGC7319則是一頭“怪獸”——韋布望遠(yuǎn)鏡的中紅外圖像揭示出它中心有一顆極亮的超大質(zhì)量黑洞，超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量2400萬(wàn)倍，正瘋狂吞噬著星系中的物質(zhì)。

南天指環(huán)星云——正在死亡的恒星

這片美麗的星云距離地球2500光年。年老的恒星瀕臨死亡時(shí)，會(huì)將自己的包層拋入太空中。這包層慢慢擴(kuò)散，形成如指環(huán)、貓眼一般的對(duì)稱星云。不過(guò)，南天指環(huán)星云看起來(lái)是雙層嵌套的，意味著中心的恒星不止一顆——在原來(lái)的恒星旁邊，韋布望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀器果然拍出了第二顆白矮星（見(jiàn)下圖中間的紅點(diǎn)）。兩顆天體互相繞轉(zhuǎn)，釋放出的輻射將星云攪成了如今這般破碎的模樣。

系外行星大氣光譜

這是一幅系外行星WASP-96b的光譜圖，背景的插畫(huà)示意它是一顆氣態(tài)巨行星。它圍繞著一顆距離地球1150光年的恒星公轉(zhuǎn)，每當(dāng)轉(zhuǎn)到恒星前方時(shí)，恒星的光就會(huì)穿過(guò)它的大氣層；星光中特定波長(zhǎng)的能量會(huì)被行星大氣層中含有的物質(zhì)吸收。因此我們觀察到的“被吸收的星光”（光譜縱軸），在不同的“波長(zhǎng)”（光譜橫軸）處就會(huì)有一個(gè)個(gè)凸起，這代表了行星大氣中一種種特定物質(zhì)的存在和含量。WASP-96b的光譜中能看到明顯的水分子吸收“峰”，這意味著行星炎熱的大氣層中充斥著水蒸氣。