“韦布”的首张全彩深场照片拍出了什么

韦布镜头下的宇宙深场。资料图片

　　詹姆斯·韦布望远镜自升空以来备受关注，其发布的首批全彩图像和光谱数据，包含了首张全彩深场照片——星系团SMACS 0723、系外行星“WASP-96b”、行星状星云“南环状星云(NGC 3132)”、星系群“斯蒂芬五重奏”与恒星形成区“船底座星云”，让世人“看到”了宇宙形成初期的光。

　　不同于可见光，红外线是人眼无法看到的，因此此次全彩图中的颜色都是科学家后期渲染填充的伪色，不同的颜色代表了红外线的不同波段。照片中，数不清的色彩缤纷、形态各异的天体在夜幕中绽放光芒。这是迄今为止人类获得的最清晰、最遥远的红外观测图像，为我们展示了早期宇宙的瑰丽景象。

　　位于韦布深场照片中心区域的是距离我们46亿光年远的星系团SMACS 0723。换言之，当我们凝视这张照片时，我们其实正在回望46亿年前SMACS 0723放射的光辉。所谓深场照片，就是指对准宇宙中的一小片天区进行长时间曝光拍摄。曝光时间越长，捕获的光子就越多，望远镜也就能看得更远，看到更多。此次发布的深场照片，是由近红外相机(NIRCam)拍摄的不同波长的图像合成得到的。相较于此前哈勃对同一区域拍摄的图像，韦布深场照片的清晰程度和包含的天体数目都更胜一筹。

　　韦布深场照片不仅包含了来自SMACS 0723的星系，还有成千上万的星系隐藏在这张小小的图像中。其中，部分隐藏在星系团背后的星系距离我们约有130亿光年远，这意味着它们可能是宇宙中形成的第一批星系，诞生时间可以追溯到大爆炸后的10亿年左右。这是天文学家研究早期宇宙的重要目标，预示着一个观测早期宇宙的新窗口正在开启。

　　在这张照片中，我们能够看到一些醒目而奇特的“弧线”，这是由于引力透镜效应产生的特殊效果。引力透镜效应是广义相对论所预言的一种重要现象，光线在通过大质量天体到达观测者时，由于大质量天体的引力影响，光线会发生偏转和增亮。星系团SMACS 0723本身以暗物质为主的质量起到了引力透镜的作用，弯曲了来自后方更遥远星系的光线，使它们的像畸变成多个，或展现出弧形、环形的形状。

　　与此同时，引力透镜的放大效果使得可观测的暗源变得更多，我们得以窥见该天区更丰富的细节，一些前所未见的暗弱结构也清晰地显露在照片中。这将成为天文学家推测星系团内部物质分布、暗物质占比，计算星系的年龄、质量，还原星系团演化历程的重要依据。