▲美国国家航空航天局的詹姆斯韦伯太空望远镜于2022年7月11日首次公开发布了一张迄今为止早期宇宙最深处、最清晰的红外图像，显示了一个拥有46亿年历史的星系团。这些图像和数据将帮助我们了解星系是如何演化的。
“看到宇宙最初4亿年时的景象，我感到非常兴奋。此前我们还没有看到任何东西显示它当时是什么样子的，我们将用韦伯望远镜第一次看到它。”美国太空望远镜科学研究所的天文学家丹科（DanCoe）说，“我们还将看到早期宇宙中的星系是什么样子的。”太空望远镜科学研究所位于巴尔的摩市的约翰霍普金斯大学，是哈勃太空望远镜、詹姆斯韦伯太空望远镜和罗曼空间望远镜的科学控制中心。
20多年前，当科学家们着手开发韦伯望远镜时，这项任务的主要目标之一就是观测宇宙中最早的星系。这些星系如此遥远，以至于它们发出的光需要数十亿年才能到达地球；它们是早期宇宙的遗迹——在我们看来，这些遥远星系的光第一次到达地球时，就保存了它们在宇宙诞生不久时的样子。没有人确切知道这些遗迹意味着什么，而韦伯望远镜团队的科学家们迫不及待地想要找到答案。
凭借令人难以置信的灵敏度和在红外光下的视觉能力，韦伯望远镜将第一次揭示这些星系的“真面目”。想象一下数十亿年前的宇宙，当光线从恒星中流出并开始穿越空间时，宇宙开始逐渐在这些恒星周围膨胀，最终导致地球与任何指定的恒星的距离都比亿万年前远得多。当一颗恒星离我们越来越远时，它发出的光的波形就会像弹簧一样伸展，波长增加，这种现象被天文学家称为“红移”：人类肉眼所看到的蓝光会延伸至更红的光，而可见光波长则延伸至红外光波长。
▲詹姆斯韦伯太空望远镜也将开始拍摄“斯蒂芬五重奏”的图像，以研究星系的碰撞。斯蒂芬五重奏是由5个视觉可见的星系组成的星系群，位于飞马座，其中4个星系具有物理上的关联性，形成一个致密星系群
我们看不见红外光，哈勃太空望远镜也看不见，因为它只能观测到可见光和紫外线。相比之下，韦伯望远镜能够看到已经红移到红外线波长的古老星光。韦伯望远镜比哈勃望远镜更大，灵敏度也更高，这使其能够探测到极其微弱的光线，从而更适合研究最遥远的星系。“（韦伯望远镜探测的）波长更长，我们就可以看到比哈勃望远镜所探测的更早之前的东西，从而看到更久远之前，”丹科说，“我们也能够看到这些早期星系的全貌。”
韦伯望远镜的新图像将包含这些古老星系的真实模样。科学家认为，最早的星系可能比现代星系要小得多，也更混乱。小而无组织的星团会合并形成更复杂的形态，比如螺旋形的银河系。该理论认为，这样的碰撞也可能导致新恒星的诞生。
“当星系碰撞时，它们不是砰的一声相撞，而是更像搅动，”韦伯望远镜的高级项目科学家乔纳森加德纳（JonathanGardner）在6月底举行的一次媒体活动中说，“因为星系大部分由空无一物的空间构成，恒星本身很少相互碰撞。但其中的气体确实会发生碰撞，并引发大量的恒星形成，在最终合并的星系中形成下一代恒星。”
埃兰迪尔又称为WHL0137-LS恒星，在2022年3月30日由NASA宣布发现，此前哈勃太空望远镜曾分别在2016年6月7日、7月17日和2019年11月4日、11月27日对其进行了拍摄。天文学家之所以能发现这颗恒星及其星系，是因为其正前方星系团引发了所谓的引力透镜效应，放大了来自该恒星的光。引力透镜是指质量极大的物体（比如星系团）的引力会扭曲其背后物体发出的光，使光弯曲并放大。事实上，科学家们已经通过引力透镜效应增强了韦伯望远镜的探测能力，在其第一张深场彩色图像中，就展示了引力透镜对部分星系图像的扭曲效应。
丹科表示，他已经看到了一些早期的观测结果，而对于未来更深入的探索，他已经迫不及待。“我真的很兴奋能看到这些观测中看到的结果，”他说，“我已经看到了一些最初的数据，一定会让你大吃一惊。”
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2022.07.15
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