文|科技每日推送
在距離地球約150萬(wàn)公里外的第二拉格朗日點(diǎn)，有一顆微小的人造物正在回望宇宙誕生之初，第一群恒星的星光。
7月12日，NASA公布了韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的一系列全彩深空?qǐng)D像及其光譜數(shù)據(jù)，這是迄今為止，我們所能觀測(cè)到的遙遠(yuǎn)宇宙最深、最清晰的紅外圖像。
這是一張距離地球46億光年，位于飛魚星座南部的SMACS 0723星系團(tuán)的照片。
而它的大小，相當(dāng)于將你指尖的一粒沙放在一臂遠(yuǎn)的地方，所能覆蓋的天空。
僅是在這一張照片中，就有成千上萬(wàn)個(gè)星系。其中，有的星系發(fā)出的光芒，甚至來(lái)自于130億年前。
據(jù)科學(xué)家推測(cè)，宇宙的誕生距今也僅約137億年。
要探索宇宙起源的秘密，韋伯空間望遠(yuǎn)鏡可以說(shuō)是目前為止最大的殺器。
01 韋伯的第一批照片
北京時(shí)間7月12日晚十點(diǎn)半，NASA陸續(xù)公布了另外四張韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝目標(biāo)的照片。
SMACS 0723星系團(tuán)
韋伯所拍攝的SMACS 0723星系團(tuán)，其清晰度和工作效率更是比起它的前輩——哈勃望遠(yuǎn)鏡更勝一籌。
有網(wǎng)友將韋伯與哈勃所拍攝的圖片做成了動(dòng)圖。相較之下，無(wú)論是從細(xì)節(jié)還是清晰度來(lái)說(shuō)，都形成了更為直觀的對(duì)比。
值得注意的是，韋伯拍攝這張照片時(shí)，僅僅只用了12.5小時(shí)，就曝光合成出了這張彩色圖片。
而哈勃當(dāng)年完成這一切，卻花了超過(guò)10天的時(shí)間。
系外行星WASP-96 b（光譜圖）
韋伯對(duì)太陽(yáng)系外這顆又熱又膨脹的行星進(jìn)行了詳細(xì)觀察，揭示了WASP-96 b 大氣中存在顯著的水蒸氣。
而光譜中所記錄的數(shù)值波動(dòng)還反映出行星大氣中含有云和霾的特征。
隨著韋伯首次在系外行星大氣中探測(cè)到水，它現(xiàn)在將著手研究數(shù)百個(gè)其他系統(tǒng)，以了解更多其他行星大氣是由什么組成的。
通過(guò)這種辦法，可以判斷行星是否適宜居住，甚至是有無(wú)生命跡象。
南環(huán)星云
南環(huán)星云是一團(tuán)膨脹的氣體云，它圍繞著一顆垂死的恒星，距離我們大約 2,000 光年。
在這里，韋伯強(qiáng)大的紅外鏡頭將垂死的恒星帶入了全視野，下面這張圖拍攝于近紅外波段。
而在中紅外波段，韋伯得到了下面這張圖片。
更長(zhǎng)的波段讓我們清晰地看到，星云的中心有兩顆恒星，而另一顆還沒(méi)有走到生命的終點(diǎn)。
而同樣是南環(huán)星云，韋伯望遠(yuǎn)鏡所拍攝出來(lái)的效果遠(yuǎn)勝于哈勃望遠(yuǎn)鏡。
韋伯可以探索老化恒星排出的塵埃和氣體外殼，而這些恒星有朝一日可能成為新的恒星或行星。
斯蒂芬五重奏星系
對(duì)于這一非常緊湊的星系群，韋伯，穿透了圍繞一個(gè)星系中心的塵埃罩，揭示了其超大質(zhì)量黑洞附近氣體的速度和成分。
現(xiàn)在，科學(xué)家們可以以前所未有的方式，了解相互作用的星系如何觸發(fā)彼此的恒星形成，以及這些星系中的氣體是如何受到干擾的。
船底座星云
通過(guò)對(duì)船底座星云中“宇宙懸崖”的監(jiān)測(cè)與觀察，韋伯望遠(yuǎn)鏡揭示了恒星的形成階段。
作為這一系列中最好看的圖片，還準(zhǔn)備了豎版可以仔細(xì)觀摩。
在這張船底座星云的圖片中，粉色和紅色的光點(diǎn)是正在誕生或剛剛誕生的恒星。
而韋伯不僅可以看到這些新形成的恒星，還可以觀察研究它們的氣體和塵埃。
值得注意的是，恒星誕生的過(guò)程僅僅只持續(xù)5萬(wàn)到10萬(wàn)年，正是韋伯望遠(yuǎn)鏡的靈敏，記錄下了這一過(guò)程。
02 25年，100億美元
早在1996年，韋伯望遠(yuǎn)鏡就被NASA提上了日程。彼時(shí)，NASA給韋伯的預(yù)算只有5億美元，預(yù)計(jì)2007年發(fā)射。
但一個(gè)又一個(gè)的難題不斷出現(xiàn)，致使韋布望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射比原計(jì)劃遲了14年，預(yù)算超了20倍。
首先，要想回望宇宙的誕生，必須先磨出一面和房屋一般大的鏡子。
第一個(gè)問(wèn)題來(lái)了，沒(méi)有火箭能裝下那么大的鏡子，鏡子必須被折疊起來(lái)。
為了被折疊，鏡子首先必須被分割成由多個(gè)鏡片組成的蜂窩陣列。
鏡子由鈹制成，這種材料輕、結(jié)實(shí)、堅(jiān)硬，呈粉末狀，有毒，是一種令人頭疼的東西，但也是唯一可行的東西。
同時(shí)，鏡片上還要再覆上一層黃金，因?yàn)辄S金能極好地反射紅外線。
鏡子是造好了，但又多了一個(gè)新的問(wèn)題。
即使被發(fā)射到到外太空，地球、月球和太陽(yáng)仍然會(huì)向望遠(yuǎn)鏡輻射出太多的熱量，使它無(wú)法感知宇宙中最遙遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)的微弱閃爍。
因此需要在月球、地球和太陽(yáng)都位于同一個(gè)方向的第二拉格朗日點(diǎn)，架設(shè)起巨幅遮陽(yáng)罩。
而遮陽(yáng)罩既是紅外望遠(yuǎn)鏡的唯一希望，也是它的致命弱點(diǎn)。
展開(kāi)時(shí)又要足夠大，重量又不能超出火箭的承重，遮陽(yáng)罩只能由薄織物組成。
但織物的狀態(tài)并不穩(wěn)定，如果遮陽(yáng)罩在展開(kāi)時(shí)被鉤破，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡就會(huì)變成一坨太空垃圾。
當(dāng)解決好這個(gè)問(wèn)題之后，已經(jīng)是2004年之后了。
然而，一個(gè)又一個(gè)小問(wèn)題不斷冒出來(lái)，就這樣，時(shí)間一直拖到了2021年，預(yù)算也達(dá)到了100億美元，嚴(yán)重超過(guò)預(yù)期。
在韋伯望遠(yuǎn)鏡成功抵達(dá)群星之前，所有人都提心吊膽。
畢竟，它跟距離地球只有559千米的哈勃望遠(yuǎn)鏡不一樣，哈勃如果出了什么問(wèn)題，宇航員還能乘著載人航天飛船上去維修。
但韋伯不同，韋伯望遠(yuǎn)鏡在距離地球有150萬(wàn)千米的地方，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了目前載人航天飛船所能抵達(dá)的極限。
要是出了什么問(wèn)題，這二十多年的努力就全部付諸東流了。
所幸的是，在2021年12月25日成功發(fā)射之后，韋伯望遠(yuǎn)鏡經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的旅途終于安全抵達(dá)第二拉格朗日點(diǎn)。
此時(shí)此刻，歷經(jīng)坎坷的韋伯望遠(yuǎn)鏡正在群星之中探索宇宙誕生的秘密。
總之新的征程已經(jīng)開(kāi)啟，宇宙浩瀚無(wú)垠，每清晰一點(diǎn)，都是我們向未知星空更一步地靠近。
參考資料：
NASA官網(wǎng)、果殼、Quanta Magazine