【絕美宇宙】韋伯望遠鏡高清影像公開!揭密人類前所未見的景象

周昱君    2022年07月13日 12:10:00

繼前一天釋出第一張全彩照片之後,美國國家航空暨太空總署(NASA)12日再公布一批由韋伯太空望遠鏡捕捉到的精彩影像。從星辰初生之際到消亡的時刻,以及星系群絕妙的「共舞」,NASA形容這批影像宛如替「天文學的新紀元」拉開序幕,讓世界看到「前所未見的景象」。





 



NASA署長尼爾森(Bill Nelson)指出,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)將引導人類揭開宇宙起源的謎底,更深入理解人類文明的定位與意義。NASA的科學事務副署長朱布肯(Thomas Zurbuchen)則強調,科學家數十年來朝共同目標邁進,希望解決讓人類彼此相連的宇宙根本謎團;如今,終於來到一個重要里程碑。NASA科學家馬瑟爾(John Mather)表示,這批影像不僅美麗,更訴說了一個「我們從哪裡來」的故事。



 





 



這次公開的影像中,包含「船底座星雲」(Carina Nebula)、「南環狀星雲」(Southern Ring Nebula)和「史蒂芬五重星系群」(Stephan's Quintet)。此外,NASA也對一顆名為WASP-96b的太陽系外行星(exoplanet)進行光譜分析。



 



船底座星雲



 



從這幅影像中,可以看到宛如有一座座崎嶇的山脈矗立在深藍色的月夜下,星辰散落其間,閃閃發光。



 





NASA使用近紅外線攝影機,捕捉到船底座星雲的「宇宙懸崖」景觀。(美聯社)


 



根據NASA的解說,這幅影像捕捉到船底座星雲內的恆星形成區,該區域稱為NGC 3324。透過韋伯望遠鏡的紅外線攝影機,科學家第一次得以一窺過去看不到的恆星早期形成階段。



 



畫面中的山峰和山谷稱為「宇宙懸崖」(Cosmic Cliffs),看似立體,但實際上是NGC 3324內的巨大氣態空腔邊緣。



 



新生的恆星極為龐大,散發出高熱,並釋放出強烈的紫外線輻射和「星風」(stellar winds),接著慢慢侵蝕星雲內部,逐漸雕出此一海綿狀的區域。影像中最高的「山頂」,高度大約為7光年;「山脈」上方繚繞的「煙霧」,實際上是受持續的輻射影響,所產生的高溫電離氣體。



 



(延伸閱讀:搶先公開!韋伯望遠鏡第一張全彩星系影像曝光



 



南環狀星雲



 



這幅影像捕捉到的是NGC 3132,又名「南環狀星雲」,它屬於行星狀星雲(planetary nebula),距離地球大約2500光年。影像中間可以看到一顆逐漸死亡的恆星,朝四面八方釋放出氣體和星塵,形成一層一層的「殼」,每一層代表了恆星逐漸衰亡、越來越黯淡的不同階段和過程。



 





NASA透過中紅外線攝影機,捕捉到南環狀星雲中的一顆白矮星在釋放氣體。(美聯社)


 



數千年來,它不斷釋出氣體,越靠近它的氣體層越是晚近噴發,最外層的則最為早期。對科學家來說,研究每一層的氣體和星塵分子結構和位置,就能夠更深入了解這類星雲,以及此一衰亡的歷史。



 



NASA指出,由於行星狀星雲可存在數萬年以上,觀測它就像是在看一場非常「慢動作」的電影。恆星一步步衰亡,釋出氣體、塵土和分子的同時,也在改變附近的景象;這些物質進一步充實附近區域,並成為「星際物質」(interstellar medium)的一部分,甚至有可能在數十億年後,在宇宙的另一個角落創造出新的星星。NASA天文學家龐托皮丹(Klaus Pontoppidan)形容,「一顆星星的終點,卻是另一顆星星的開始」。



 



史蒂芬五重星系群



 



這幅影像呈現的是「史蒂芬五重星系群」;NASA指出,這是韋伯望遠鏡至今捕捉到最大的影像,涵蓋範圍相當於月球直徑的五分之一。影像本身則由近千張獨立的照片檔案所建構出來,超過1.5億像素。



 





這幅影像呈現「史蒂芬五重星系群」,是韋伯望遠鏡至今捕捉到最巨大的影像。(美聯社)


 



從影像中可以看出,這五個星系在銀河中如何彼此牽制、互動。有四個星系較為靠近,如同彼此正在「共舞」;其中一個星系衝進群體之內的時候,還伴隨強烈的衝擊波。這四個星系距離地球約2.9億光年,另外一個星系距離地球則大約4000萬光年。



 



此外,還有星星點點的初生星辰和星爆(starburst)區域散布各處;氣體和星塵受重力影響,宛如拖曳著尾巴從星系延伸出來。



 





「史蒂芬五重星系群」。(美聯社)


 



觀測像這樣的星系群,有助於科學家了解星系演化過程中彼此之間的融合與互動。宇宙形成的早期階段,可能有許多過熱的物質受重力影響,進一步促使極為活躍的黑洞「類星體」(quasars)生成。影像中位居最頂端的NGC 7319星系內,就存在一個「活躍星系核」 (Active galactic nucleus),其質量相當於太陽的2400萬倍,持續吸入周圍物質,足以讓400億個太陽的光能都被撲滅。


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