詹姆斯·韦伯太空望远镜团队发布了新望远镜拍摄的首批科学质量图像。其中有人类肉眼所见的最古老的星系，有1000光年远的行星上存在水的证据，还有显示恒星诞生和死亡的令人难以置信的细节。韦伯的目的是探索宇宙、星系、恒星和生命的起源，而2022年7月12日发布的五张照片兑现了这一承诺。
当韦伯号上的所有仪器冷却下来并运行平稳后，天文学家们立刻开始让韦伯号工作。第一批图像中的每一张都包含了足够的数据，足以产生重要的科学结果。
韦伯的设计目的是收集整个红色到中红外光谱的光，这些光的波长被地球的大气层所阻挡。凭借其巨大的镜面和遮阳罩阻挡太阳、地球和月球发射的红外，韦伯望远镜可以产生任何其他望远镜都无法达到的清晰度图像。
自从韦伯团队的成员分享了诱人的测试图像后，像我这样的专业天文学家就开始兴奋起来。真实的图像甚至比任何人希望的都要好。在发布第一张图片的展示会上，韦伯计划的科学家简·里格比评论说:“对韦伯来说，没有空白的天空，它看到的每一个地方都能看到遥远的星系。”这些星系中的大多数直到现在都是不可见的。
远古星系和早期宇宙
世界看到的第一幅韦伯图像是一个被天文学家称为SMACS 0723的星系团。它位于南半球的天空中，距离地球51.2亿光年。
图片中数千个独立星系的细节令人惊叹。它就像高清晰度的宇宙，我鼓励你看看全分辨率的图像，放大到真正欣赏细节。
图片中间的白色大星系属于星系团，它们的年龄与太阳和地球相似。围绕在星系团周围和星系团之间的是更遥远的星系，但它们伸展成壮观的弧线，就像通过放大镜看到的那样。这就是正在发生的事情。背景星系离地球远得多，但看起来更大，因为它们的光被更近的星系团的引力向地球弯曲。
在背景中，你可以看到微弱的红色星系像红宝石一样散落在天空中。那些星系甚至更远。通过精确测量它们光的属性，天文学家可以知道它们是在130亿年前形成的，甚至可以确定这些早期星系中不同元素的丰度。
韦伯望远镜不仅拍摄出了令人难以置信的清晰图像，而且与1990年发射的哈勃太空望远镜相比，它拍摄起来非常容易。正如里格比打趣说的那样，“……哈勃极深视野拍摄了两周，韦伯在早餐前更深入。”“一旦韦伯进行更长的观测，使其能够从暗淡的恒星或星系收集更多的光，天文学家将能够看到大爆炸后刚刚形成的第一批恒星和星系。
了解其他恒星周围的行星
第二个发现不是图像，而是光谱——不同波长的光强度的分解。
韦伯用它的镜子对准了系外行星WASP 96-B，这是一颗巨大的热气体行星，围绕着距离地球1000光年的一颗恒星运行。在这次凌日过程中，这颗恒星的一部分光线穿过了这颗行星的大气层，在光的独特光谱中留下了“化学指纹”。这枚指纹的细节强烈表明WASP 96-B的大气中有水蒸气、云和雾霾。
当韦伯继续观察可能存在生命的较小行星时，天文学家希望能探测到氧、氮、氨和以甲烷和其他碳氢化合物形式存在的碳的指纹。我们的目标是找到生命的生物特征——也就是说，化学物质可以指向大气被生物改变。
这种观测方法被称为凌日光谱学，技术上的挑战是巨大的，而最初的结果仅仅触及了光谱科学内容的表面。
银河的舞蹈和恒星的生命
最后三张图片展示了韦伯望远镜探索恒星诞生和消亡时的光学分辨率，令人难以置信。
韦伯在中红外范围内捕捉光线的能力使其相机能够穿透密集的尘埃和气体云。这种能力帮助韦伯捕捉到船底座星云的壮观细节，这是恒星诞生的地方。
韦伯也非常适合研究恒星生命的终结。当恒星变老时，它们会喷出外层，形成像韦伯所拍摄的惊人的南环星云这样的星云。这张照片揭示了这颗正在消亡的中心恒星所排出的连续物质波的前所未有的细节。哈勃望远镜无法透过不断膨胀的尘埃和碎片云进行观测，而韦伯望远镜则提供了形成星云的双星系统的第一张照片。
Webb的最后一张亮相派对的照片显示了Stephan的五重奏，一个距离地球3亿光年的5个星系群，在宇宙之舞中相互作用。由于韦伯上的配套设备，望远镜可以同时捕捉到这些星系中单个恒星的细节，看到这些星系中为恒星形成提供燃料的冷尘埃和气体，最引人注目的是，它挡住了恒星、气体和尘埃，看到了一个星系中心超大质量黑洞周围旋转的物质。
韦伯还捕获了五行星系中数百个独立恒星形成区域的光谱数据，这将需要数月的时间来分析和研究。
韦布是数千名科学家、工程师和管理人员25年工作的成果，他们属于一个由世界各地的航天机构、公司、研究中心和大学组成的国际合作组织。韦伯的项目负责人约翰·马瑟(John Mather)情绪激动地描述了这段旅程:“这很难做到。很难表达这有多么困难。有成千上万种可能出错的方式。”
但它并没有出错。这一切都汇集在一起，现在人类最伟大的太空望远镜开始营业了。
这个故事被更新以纠正des南环星云照片的注释。
