美國 NASA 繼本月 12 日公佈韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）拍攝的首張全彩星系團 SMACS 0723 照片後，日前再發佈更多照片。在韋伯望遠鏡之前，NASA 及歐洲太空總署（ESA）有哈勃太空望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST）；比較拍攝同一星系團，可見前者捕捉光線更加細緻。觀察宇宙就是觀察歷史，韋伯出色的光線收集能力，不僅能捕捉到古老的星系圖像，更能接近宇宙的開始。
這一刻，我們看到 130 億年前的歷史
一個天體距離地球 20 億光年，即它的光到達地球需要 20 億年，意味著若人們現在能看到它，那就是它 20 億年前的樣子。宇宙有超過 130 億年歷史，光年愈遠，天體光線愈微弱，自然需要效能更強的望遠鏡。在韋伯之前，哈勃是太空裡最大的望遠鏡，鏡子直徑有 2.37 米，到了韋伯，主鏡直徑足足有 6.5 米，聚光面積是哈勃的 6 倍以上。聚光能力更強，等於能夠捕捉更多細節，使其可以觀察超過 130 億光年以外的遙遠星系。
韋伯望遠鏡另一特點，是能收集不同種類的光。人眼可見的光只佔不同光種類一小部分，宇宙有大量超出可見光範圍的光，例如頻率更高、能量更強的紫外線和伽馬射線，以及波長較長的低能量光如紅外線、微波和無線電。哈勃的設計能收集可見光、紫外線和些許紅外線；而韋伯屬於紅外線望遠鏡，能收集波長更長的光，主要觀察宇宙紅外線。
宇宙的紅外線往往是非常古老的光，因為宇宙空間膨脹，令光波拉伸成紅外波長，形成紅移（Redshift）現象。光源如果離觀察者愈來愈遠，愈拉愈長的光，也會變得愈來愈紅；宇宙中離地球最遠的東西正不斷遠離我們，於我們而言，它們的光最終會落入紅外光譜，而韋伯正是能收集這些肉眼看不到的遠古星光細節。以日前所公佈、由韋伯拍攝的船底座星雲（Carina Nebula）圖像為例，由於紅外光較少受宇宙塵埃遮蔽，韋伯望遠鏡亦得以在該區域發現更多恆星。NASA 表示：「韋伯揭示出之前可視光圖像所無法看見、船底座星雲的分子雲（stellar nursery）和個別星體的初期發展。」
抵達「宇宙黎明」的希望
韋伯採用近紅外鏡頭（NIRCam）或中紅外儀器（MIRI）拍攝，能得出不同細節，成功拍下兩張距離地球約 2,500 光年、處於垂死狀態的南環星雲（Southern Ring Nebula）照片。近紅外鏡頭的觀測中，可以看到行星狀星雲（Planetary nebula）周圍的極細光線，而來自中心恆星的星光，像陽光透過雲層的縫隙一樣，從氣體及塵埃之間射出。中紅外儀器則首次拍攝到有另一顆恆星被塵埃包圍，較亮的恆星正處於恆星演化（stellar evolution）早期階段，未來也可能會釋出自己的行星狀星雲。NASA 指，了解星雲上有甚麼分子，以及它們在氣體及塵埃中的位置，有助研究人員更完整瞭解這些星雲。
韋伯的照片令人驚艷，其科學使命也只是剛起步。天文學家期望日後的圖像，視野能深入「宇宙黎明」（cosmic dawn），即宇宙從被「濃密、模糊的原始氣雲」（primordial gas）所籠罩，到首次沐浴星光的時刻，這樣人們就有機會瞭解黑暗時代終結的細節，找出導致這股氣雲消散的原因。韋伯望遠鏡可以簡單概括成看得更多、更遠、更仔細，但要看到宇宙更多面貌、抵達黎明時刻，一切仍是開始。
新書推介
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