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韦布望远镜被陨石击中?对,但是没有损坏,而且有新的图片!

发布时间:2022-08-15 08:16:41

最佳答案:韦布望远镜出新图了! 就在1个月前,为了演示这台红外太空望远镜在不同科学目标上卓越的观测性能,顺便证明这将近100亿美元花得够值,官方一下子公布了好几幅韦布拍摄的科学图

  韦布望远镜出新图了!

  就在1个月前,为了演示这台红外太空望远镜在不同科学目标上卓越的观测性能,顺便证明这将近100亿美元花得够值,官方一下子公布了好几幅韦布拍摄的科学图像,向人类展示了一个前所未见的全新宇宙(参见《宇宙级“买家秀”,就问你百亿美元值不值?》)。

  而这一回,官方正式发布的图像只有一个目标天体,那就是——

  车轮星系PGC 2248

  韦布望远镜拍摄的车轮星系,由近红外相机和中红外设备拍摄的影像合成 | NASA/ESA/CSA/STScI

  车轮星系距离地球约5亿光年,位于南天的玉夫座(Sculptor)中,因为形似老式马车的车轮而得名。

  科学家认为,在很久很久以前,车轮星系是一个普通的大型旋涡星系,跟我们所在的银河系相似。大约4亿年前,它与另一个在这张图片中看不到的小星系发生了高速碰撞。这一事件改变了车轮星系的形状和结构,让它变成了今天我们看到的这副模样。

  车轮星系中形成了两个环状结构:一个明亮的内环围绕着星系中心,另一个色彩丰富的外环则框住了整个星系。这两个环从碰撞中心向外扩展,就像池塘里扔进一块石头后引发的涟漪。

  由于存在这些独特的特征,天文学家将它归类为“环状星系”,这一星系类型要比银河系这样的旋涡星系罕见得多。

  韦布望远镜用近红外相机拍摄的车轮星系| NASA/ESA/CSA/STScI

  然而,尽管发生了星系碰撞,大型旋涡星系的大部分特征却得以保留,包括它的旋臂。它们在内环和外环之间构成了“辐条”,使得整个星系看起来更像老式马车的车轮了。

  在近红外和中红外合成的第一幅图像中,旋臂被展示为亮红色。同样的亮红色调不仅出现在整个车轮星系之中,还出现在左上方那个稍小一些的旋涡星系之中。

  这种颜色标明了星系中富含碳氢化合物的尘埃,由韦布望远镜的中红外设备拍摄。

  韦布望远镜用中红外设备拍摄的车轮星系 | NASA/ESA/CSA/STScI

  同一个目标,哈勃望远镜早在27年前就进行过观测。但韦布望远镜利用自己强大的红外线观测能力,揭示了这个星系结构中大量前所未见的细节。

  红外线,本质上是热辐射,能够穿透尘埃云,让韦布看清哈勃望远镜无法看透的空间区域

  韦布公布的最新图像,不仅分辨出了车轮星系外环上恒星形成区域内的单颗恒星,还展示了星系中央超大质量黑洞周边非常年轻的恒星群,揭示了有关恒星形成和中央黑洞的新细节。

  比如,随着外环向外扩张,它将环绕星系的尘埃和气体向外推,从而引发了恒星的形成。新恒星诞生的区域在近红外图像中显示为小蓝点,分散在整个星系,但在外环中特别集中。

  韦布望远镜拍摄的图像提供了一个全新的视角,让我们看到了车轮星系数十亿年来的变化。

  哈勃望远镜与韦布望远镜拍摄的车轮星系对比 | NASA/ESA/CSA/STScI/Mark McCaughrean

  从上面这张两代太空望远镜的对比图中,能够看到时隔短短27年,虽然车轮星系本身没有明显变化,但恰好出现在车轮星系前方的银河系内恒星(红框内)却明显移动了一小段距离。

  而更明显的差异,则是韦布望远镜能够透过车轮星系,看到它背后的许多更遥远的星系。

  这极大地拓展了人类遥望宇宙的能力

  “韦布不是挂掉了吗?”

  就在韦布望远镜公布首批彩图后不久,一则传言开始在社交媒体上流传,大意是——韦布望远镜多次遭受微流星体撞击,已造成不可逆破坏。

  这则传言的遣词和行文,无不引人猜疑:是不是刚拍完第一批图片,价值100亿美元的韦布望远镜就被砸到报废了?

  事实上,韦布望远镜被微流星体高速撞击,是真的,而且还不止一次。截止到首批科学图片发布之日,韦布共遭受到至少19次撞击。

  其中,被描述为“已造成不可逆破坏”的那次撞击,发生于5月22日-24日之间,在韦布望远镜金光闪闪的18块主镜片中的一块上,砸出一个明显的凹痕。

  韦布望远镜主镜片的对齐情况,左为几年前在地面实验室测得的理想状态,右为6月21日在太空实测的状况,右下那块主镜片上可见明显凹痕 | NASA/STScI

  看起来很严重? 确实。但实际上,大型望远镜远没有普通人想像的那么脆弱

  举个其他望远镜的例子好了。

麦克唐纳天文台口径107英寸的望远镜 | 麦克唐纳天文台

  美国得克萨斯州的麦克唐纳天文台,有一台口径107英寸(约2.7米)的望远镜。

  1970年2月5日,一名入职不久的新员工喝醉了酒,带了把手枪进入天文台,朝着望远镜主镜连开7枪。发现没能击碎主镜,他又拎了把锤子爬进望远镜,对着主镜咣咣开砸

  如此蓄意破坏,这台望远镜大概是彻底被毁了吧?当年办这个案子的警长也是这么认为的。

  但事实上,并没有。

  107英寸望远镜主镜上留下的弹孔和被锤子砸崩了的凹坑,摄于2019年主镜被拆下来重新镀膜之时 | JJ Hermes

  尽管主镜上多了7个弹孔,还有一大片被锤子砸崩了的凹坑,但这台望远镜第二晚就继续投入了观测,拍到了截至当时它拍过的最好一批照片。

  这些破坏对望远镜的影响,仅限于集光能力下降1%,相当于有效口径从107英寸降到了106英寸,并引入了极少量的衍射。

  根据麦克唐纳天文台在1970年2月10日发布的通报,所有类型的天文观测都不会受到这一悲剧的影响

  这台望远镜后来更名为哈兰·史密斯望远镜,至今仍在使用。它以“亲身经历”告诉我们,大型天文望远镜并没有那么脆弱。

  哈兰·史密斯望远镜主镜上的弹孔细节,其他白点是主镜反光镀膜起泡的结果,重新镀膜即可修复 | JJ Hermes

  回到韦布空间望远镜。尽管主镜之一受到微流星体的撞击而变形,对成像产生了可以检测的微弱影响,但对于一台敞开式设计的空间望远镜来说,这些的撞击原本就无可避免,在设计之初就已经被考虑在内,并准备好了相应的预案。

  据韦布团队6月8日发布的一篇博文,他们对受到影响的主镜片进行了微调,成功抵消了一部分成像失真。目前韦布的成像质量仍远远超过预期,完全有能力完成给它设计的科学任务。

  被微流星体撞到的主镜片,就是箭头所指的这块,编号C3 | NASA

  总而言之,被微流星体砸中不假,但韦布望远镜离“挂掉”还有很远。

  不断流出的韦布“生图”

  “光荣负伤”的韦布望远镜,目前已经展开了它繁忙的科学观测任务。得益于部分项目的公开透明,韦布的一些观测原始数据会即时公开并提供下载。