在詹姆斯韦伯太空望远镜的大揭示之前我们的宇宙的最后观望

     詹姆斯·韦伯太空望远镜已经为它的首次科学发布选择了5个目标。这里是我们在詹姆斯·韦伯太空望远镜的大揭示前夕知道的！

TARTS WITH A BANG — JULY 11, 2022

Ethan Siegel

 

已经成像了23天的哈勃极限深场的一部分，与詹姆斯韦伯在红外线中预期的模拟观望对比。用宇宙网和全景等大面积马赛克，后者利用纯平行观测优势，即将到来，我们不仅应该打破最遥远星系的宇宙记录，而且应该了解宇宙中最早的发光天体看起来像什么一样。

(Credit: NASA/ESA and Hubble/HUDF team; JADES collaboration for the NIRCam simulation)

关键要点

詹姆斯·韦伯太空望远镜简称JWST现已被完全冷却、校准和调试， 2022年7月12日发布它的第一张全彩色科学图像。

 但在他们这样做之前，其他天文台如哈勃望远镜已经获得了这些目标看起来像的最新观望。

虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜会吹走这些图像，但在大揭露之前绝对值得看看我们今天看到和知道的，因为它使第一个科学发布全更告知的。

发射后仅7个月，詹姆斯·韦伯太空望远镜的第一批科学成果到来了。

这张大麦哲伦星云尘埃区域的图像是用詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI仪器在7.7微米的波长下拍摄的。通过以前所未有的波长、深度、灵敏度和分辨率测量宇宙，詹姆斯·韦伯太空望远镜能揭示以前从未揭示过的细节。从尘埃到恒星到黑洞，甚至到潜在的生物签名，它的能力可以向我们展示一个我们从未想过会发现的宇宙。(Credit: NASA/ESA/CSA/STScI)

它的最初五个目标将永远改变天体物理学。

以可见光（L）和红外（R）显示的由哈勃望远镜成像的创造之柱可能是詹姆斯·韦伯太空望远镜第一年的科学目标之一，但不会是首次发布结果的一部分。当詹姆斯·韦伯太空望远镜观望它时，新望远镜将以前所未有的精度和波长范围揭示内部特征，为新的令人惊讶的发现开辟一个巨大的可能性。(Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); NASA/STScI)

这里是在詹姆斯·韦伯太空望远镜大揭晓之前所知道的。

船底星云，用一个宽视场，可见光看到的。船底和钥匙洞星云就在中心的左边，而NGC 3324在右上角。虽然大多数有趣的特征都被包含在最内层的约100光年内，但星云本身延伸了250光年以上。(Credit: Harel Boren/pbase)

1.) 船底星云

在暴风雨的船底星云中躺着“神秘山”。这个三光年高的宇宙顶峰由哈勃太空望远镜的宽视场相机3在2010年成像，主要由尘埃和气体组成，并展示强烈的恒星形成活动的迹象。此合成图像中的颜色对应于氧气（蓝色）、氢和氮（绿色）以及硫（红色）的发光。(Credit: NASA, ESA, and M. Livio and the Hubble 20th Anniversary Team (STScI))

这个恒星形成的温床跨越250光年。

经过20多年的哈勃观测，包括在紫外线下，天文学家已经新揭示了一些引人注目的特征，包括从左下叶出现的条纹（蓝色）。这些条纹被当恒星的光线戳穿沿着泡泡表面散射的尘埃团块时产生。无论什么时候紫外线照射到致密的尘埃上，它都会留下一个长而薄的阴影从波瓣延伸到周围的气体中。(Credit: NASA, ESA, N. Smith (University of Arizona, Tucson), and J. Morse (BoldlyGo Institute))

它包含船底：我们最接近的超新星冒名顶替者。

在可见光（顶部）和近红外（底部）光下显示的船底星云已被哈勃太空望远镜以一系列不同的波长成像，允许构建这两个非常不同的视图。任何尘埃的恒星形成区域都将通过观察不同波长的光被揭示出壮观的不同特征，这应该为詹姆斯·韦伯太空望远镜奠定基础并且应该做的事情。(Credit: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)

我们之前在红外光下已经观察过它的成分。

这张船底星云的照片是南部天空中一个大质量恒星形成的区域，比较可见光下的景色与在红外光下拍摄的可比照片。在非常大望远镜的2012年红外图像中可以看到许多毕竟在可见光中看不到的特征。(Credit: ESO/T. Preibisch)

詹姆斯·韦伯太空望远镜的观望将比以往任何时候都更尖锐、更深、波长更长。

这张标记的图像识别船底星云中心区域的一些重要特征。几颗最亮的恒星被它们的目录号识别，并且是已知质量最大的恒星之中。星云本身就是恒星出生和死亡的温床。(Credit: NASA, ESA, Z. Levay (STScI))

2.)黄蜂WASP-96b

这个艺术渲染展示气态巨行星WASP-96b：一颗大约木星大小的热系外行星，但质量只有木星的一半左右，紧密围绕它的母星：一颗G级恒星，就像我们的太阳一样。(Credit: Engine House)

这个“热木星”每3.4天绕着它的恒星运行一次。

大多数已经测量过大气层的系外行星都拥有不能被透过的厚厚的云层。但WASP-96b是不寻常的在于它的光谱显示完全的没有云，为钠元素提供一个特征签名。凭借它的新颖的光谱功能，JWST可以比任何其他工具揭示更多的。(Credit: N. Nikolov/E. de Mooij)

詹姆斯·韦伯太空望远镜即将推出来自系外行星的光谱将揭示它的大气层的细节。

近红外光谱仪（NIRSpec）仪器现已全面调试过，将能够同时测量许多不同天体的光谱以及获取足够大的发光天体的独立成分的光谱。无论在一个系外行星大气层中存在什么内容，光谱学都将帮助揭示。(Credit: NASA/ESA/CSA and the NIRSpec team)

总有一天，类似的技术将发现我们的第一颗有人居住的系外行星。

NGC 3132是行星状星云的一个突出例子。这个膨胀的气体云围绕一颗垂死的恒星，被南半球的业余天文学家称为“八爆”或“南环”星云。(Credit: Hubble Heritage Team (STScI/AURA/NASA/ESA))

3.)南环星云

南环星云的这种不寻常视图突出在气泡壁外围发现的中性氧信号，更好地揭示星云本身的3D形状。(Credit: ESA/Hubble and NASA, Judy Schmidt)

这个行星状星云源自一颗孤立的、垂死的、类似太阳的恒星。

从它们最早的开始到它们在消失掉之前的最终程度，恒星将从太阳的大小生长到一颗红巨星（地球的轨道）的大小，直径达约5光年。已知最大的行星状星云呢么好达到大约那个尺寸两倍的大小，跨度可达约10光年。(Credit: Ivan Bojii, Quentin Parker, and David Frew, Laboratory for Space Research, HKU)

詹姆斯·韦伯太空望远镜将识别原子和分子丰度，映射整个温度图。

通常，一个行星状星云会出现类似于这里所示的猫眼星云，一个膨胀气体的中央核心被中央白矮星明亮的照亮，而弥漫的外部区域继续膨胀，远更微弱照亮。在典型的行星状星云之外物质的扩展晕被在大约10万年形成，由于先前甩出的物质。JWST可能会揭示以前从未被检测到的南环星云的微弱、扩展特征。(Credit: Nordic Optical Telescope and Romano Corradi (Isaac Newton Group of Telescopes, Spain))

这样的测量帮助科学家了解恒星生命周期。

从来被在斯蒂芬五重奏中发现的第一个致密星系群实际上是一个更大、更扩展的大约2.9亿光年远的更多星系的星系群，其中有一个相互交错的刚好4000万光年距离的前景星系。(Credit: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)

4.) 斯蒂芬的五重奏

这张斯蒂芬五重奏的合成图像展示X射线光和由星系内部和星系之间气体相互作用正在被形成的新的年轻恒星。前景螺旋星系有微弱的X射线发射，背景中的相互作用对是远更强的X射线发射器。(Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/E. O’Sullivan Optical: Canada-France-Hawaii-Telescope/Coelum)

这个紧凑的星系群以四个相互作用的星系和一个前景成员为特征。

这些宇宙碎起对星系的生长和演化是至关重要的。

这个特写镜头观察斯蒂芬五重内紧密相互作用的一对星系的细节，展示恒星流和碰撞气体的界面，从中新恒星发生。凭借卓越的分辨率和探测比哈勃望远镜长得多的波长的能力，詹姆斯·韦伯太空望远镜将向我们展示这些星系的细节和成分，在发射前这些星系是未知的。(Credit: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)

詹姆斯·韦伯太空望远镜将分辨关于内部恒星、气体和尘埃的新细节。

这张环绕斯蒂芬五重奏区域的宽视场视图显示额外的星系、扩张臂的膨胀特征和恒星流以及银河系中的前景恒星。在主星系本身之外，一个壮观的特征是图像上遥远的、微弱的污迹：它们自己的超遥远星系。詹姆斯·韦伯太空望远镜将非常壮观的揭示它们。(Credit: W4sm astro/Wikimedia Commons)

5.) SMACS 0723.

这张星系团SMACS 0723的图像已经被从哈勃望远镜上的蓝色、绿色和红色滤光片以及星团中心区域的四个红外滤光片视图构成。哈勃望远镜观望这个天体的波长到约1600纳米，詹姆斯·韦伯太空望远镜仅在近红外线中就将走远三倍。它可能在它的第一次科学发布中打破所有发现的最遥远星系的记录。(Credit: NASA/ESA/Hubble (STScI))

大质量的星系团本身并不是焦点。

一个引力透镜的插图展示背景星系或任何光路如何因一个干预质量存在被扭曲，但它也显示空间本身如何因前景质量本身的存在弯曲和扭曲。当多个背景天体与同一前景镜头对齐时，一个恰当的观察者能看到多组的多个图像。(Credit: NASA, ESA & L. Calçada)

它的引力弯曲和扭曲空时，放大背景天体。

哈勃太空望远镜对星系团MACS 0416的观察以青色和洋红色注释来显示它如何充当一个“引力透镜”，放大更远的背景光源。青色突出团簇中质量的分布，主要以暗物质的形式。洋红色突出显示背景星系被放大的程度，这被相关到质量怎样被在星团内特别的分布。(Credit: STScI/NASA/CATS Team/R. Livermore (UT Austin))

引力透镜揭开最遥远的河外天体。.

从遥远的宇宙中，光已经从遥远的星系MACSJ2129-1旅行了大约107亿年，被这里被前景星团成像透镜、扭曲和放大。引力透镜能揭示比任何非透镜空间区域所能看到的更暗淡和更远的天体，类群勘察把持打破宇宙距离记录最大的潜力。(Credit: NASA, ESA, and S. Toft (University of Copenhagen); Acknowledgment: NASA, ESA, M. Postman (STScI), and the CLASH Team)

前所未有的：

波长覆盖范围、

分辨率

聚光功率

预示着詹姆斯·韦伯太空望远镜时代

在星系团SMACS 0723中心区域周围的密集弧和微弱的红色斑点中，可能是更暗淡、更远的天体，它的光被转移到对哈勃来看到它太远的红外线，随着詹姆斯·韦伯太空望远镜的到来，一整个前所未见的特征全即将被解开。詹姆斯·韦伯太空望远镜时代已经到来了。(Credit: NASA/ESA/Hubble (STScI))

《大多寂寞的星期一》以图像、视觉效果和不超过200个单词讲述一个天文故事。少说话;多微笑。.

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/universe-before-jwst/