壮观的韦伯望远镜图像揭示了科学家无法解释的事情

在韦伯（有史以来最强大的太空天文台）的新研究中（在新选项卡中打开），天文学家花了50个小时窥视最深的宇宙，并发现了一些超过130亿年前形成的第一批星系。捕捉如此丰富的宇宙远景，以及人类瞥见的最微弱的物体，是一项令人印象深刻的壮举。但数据还显示，这些原始星系向太空发射了惊人的能量 - 比科学家预测的多10倍。

“关键”问题是这些新生星系是如何实现这一目标的，西班牙天体生物学中心的天体物理学家Pablo G. Pérez-González在一份声明中说。奇怪的黑洞？活泼的明星？佩雷斯-冈萨雷斯是这项研究的作者，该研究发表在科学期刊《天体物理学杂志快报》上。

韦伯望远镜是一种极其灵敏的仪器，能够捕捉到太空中最远的光线。这是因为韦伯看到一种我们看不见的光，称为红外线，它的传播波长比可见光长。至关重要的是，随着宇宙的膨胀，古老的光被拉伸，这意味着它已经发生了变化并“红移”。

那么，强大的韦伯可以看到早期星系产生的能量。天文学家确定了44个星系，这些星系可能是在宇宙的前5亿年形成的。最初，这种能量是以紫外线的形式发射的，但它也被拉伸到红外线。

在研究人员发布的下图中，您可以看到：

• 左图：宇宙的深场视图，前景是生动的螺旋星系，远处是大量更古老的星系。几乎所有这些物体都是星系。
• 右图：三个高度红移星系的放大视图，释放出意想不到的能量。“它们应该形成于大爆炸后的前2亿到5亿年，当时宇宙年龄是今天[年龄]的1-5%，”关于这项研究的声明解释说。

詹姆斯韦伯太空望远镜的MIRI深度成像调查捕获的古代星系。

显示所有波长光的电磁光谱，例如可见光、红外线、紫外线等。

天文学家通过先进的计算模拟了宇宙在数十亿年中的演化，从第一批恒星和星系的形成开始，最终创造了生命必不可少的有机材料。但是没有模拟预测紫外线能量的极端发射。什么可以解释它？

它可能是年轻、活泼的恒星，比我们的中型太阳更热，向太空释放出丰富的能量。或者，这种古老的光可能是由超大质量黑洞产生的，这些黑洞是太阳质量的数十万到数十亿倍的物体，通常位于星系的中心，就像我们的银河系一样。

但这又产生了另一个问题：“这些超大质量黑洞从何而来？”佩雷斯-冈萨雷斯问道。

“目前，JWST为我们提供的问题比答案多得多，但这些新的研究领域令人兴奋。

他想知道这些巨大的物体——引力如此强烈，连光都无法逃脱——是如何在宇宙历史的早期如此迅速地形成起来的。大多数黑洞是由爆炸的恆星形成的，但也许这些黑洞是另一种方式形成的？问题比比皆是。

“目前，JWST为我们提供的问题比答案多得多，但这些新的研究领域令人兴奋，”研究人员说。

韦伯望远镜的强大能力

韦伯望远镜 - 美国宇航局，欧空局和加拿大航天局之间的科学合作 - 旨在窥探最深的宇宙，并揭示关于早期宇宙的前所未有的见解。但它也在凝视我们银河系中有趣的行星，甚至是我们太阳系中的行星。

以下是韦伯如何实现无与伦比的事情，并且可能会持续数十年：

• 巨型镜子：韦伯的镜子可以捕捉光线，直径超过21英尺。这比哈勃太空望远镜的镜子大两倍半多。捕捉更多的光线可以让韦伯看到更遥远的古代物体。如上所述，望远镜正在凝视130亿年前形成的恒星和星系，就在大爆炸后的几亿年。

  “我们将看到有史以来形成的第一批恒星和星系，”天文学家兼威斯康星大学密尔沃基分校曼弗雷德奥尔森天文馆馆长让·克赖顿在 2021 年告诉 Mashable。

• 红外视图：与哈勃望远镜不同，哈勃望远镜主要观察我们可见的光，韦伯主要是一种红外望远镜，这意味着它可以观察红外光谱中的光。这使我们能够看到更多的宇宙。红外线的波长比可见光长（在新选项卡中打开），因此光波更有效地穿过宇宙云;光不会经常与这些密集堆积的粒子碰撞并被散射。最终，韦伯的红外视力可以穿透哈勃无法穿透的地方。

  “它揭开了面纱，”克赖顿说。

• 凝视遥远的系外行星：韦伯望远镜携带称为光谱仪的专用设备（在新选项卡中打开），它将彻底改变我们对这些遥远世界的理解。这些仪器可以破译遥远系外行星大气中存在哪些分子（如水，二氧化碳和甲烷） - 无论是气态巨行星还是较小的岩石世界。韦伯将研究银河系中的系外行星。谁知道我们会发现什么。

  “我们可能会学到我们从未想过的东西，”哈佛大学和史密森尼天体物理学中心的系外行星研究员和天体物理学家梅赛德斯·洛佩斯-莫拉莱斯（在新选项卡中打开）在 2021 年告诉 Mashable。

  天文学家已经成功地在700光年外的行星上发现了有趣的化学反应，天文台已经开始寻找宇宙中最令人期待的地方之一：TRAPPIST太阳系的岩石地球大小的行星。