宇宙幽暗深處的嶄新視野

詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）使用紅外線穿透星際塵埃，揭露了連科學家都深感難以抗拒的宇宙：「這真是讓人無法呼吸。」

在蜘蛛星雲（Tarantula Nebula）的宇宙塵埃中，隱藏著數萬顆先前未曾得見的年輕恆星。NASA的詹姆斯．韋伯太空望遠鏡以空前的紅外波長分辨率，穿透塵埃雲氣，一窺匿蹤其內的恆星。巨大的淡藍色恆星在最活躍的區域閃爍，另外還有尚未從星雲塵埃破繭而出的紅色新生恆星散布其中。MOSAIC BY NASA, ESA, CSA, STSCI, WEBB ERO PRODUCTION TEAM

遠在161萬公里外的美國航太總署（NASA）詹姆斯．韋伯太空望遠鏡，揭露隱身塵埃面紗後的宇宙，要比天文學家先前所想像的還要更為豐饒，也更令人困惑。

韋伯太空望遠鏡是史上最大的太空望遠鏡，能藉由捕捉紅外光而揭開宇宙面紗。紅外光的能量比我們肉眼可見的光要少，更容易穿透宇宙塵埃，而望遠鏡6.4公尺寬的面鏡正能從宇宙部份最遙遠的天體收集這種光。

「星際塵埃更像是煙霧，它比書架上的灰塵顆粒還小，」韋伯太空望遠鏡的營運計畫科學家珍．瑞比（Jane Rigby）說：「我的父親是位消防員，所以我會說這就像在一個煙霧繚繞的房間內，能見度很低。」

韋伯太空望遠鏡的中紅外儀器（Mid-Infrared Instrument，簡稱MIRI）在代表性的創生之柱（Pillars of Creation）中捕捉到氣體和塵埃的雷暴。當這些區域形成氣體和塵埃團時，它們會在自身重力的作用下坍塌且慢慢升溫，最後形成新生恆星。IMAGE BY NASA, ESA, CSA, STSCI; IMAGE PROCESSING: JOSEPH DEPASQUALE (STSCI), ALYSSA PAGAN (STSCI)

相較之下，韋伯的近紅外相機（Near-Infrared Camera，簡稱NIRCam）能夠看透塵柱，觀察到新生的粉紅、紅色和緋紅色恆星。近紅外光可以穿透厚重的塵埃雲，讓天文學家得以更了解這幅讓人難以置信的光景。這些雲柱是老鷹星雲（Eagle Nebula）內的一小塊區域，而鷹狀星雲是距離地球6500光年遠的巨大恆星形成區。IMAGE BY NASA, ESA, CSA, STSCI; IMAGE PROCESSING: JOSEPH DEPASQUALE (STSCI), ANTON M. KOEKEMOER (STSCI), ALYSSA PAGAN (STSCI)

韋伯太空望遠鏡憑藉紅外光之眼，看透宇宙的野火。這架望遠鏡發射不到一年，全面運作僅六個月，就已經揭露一連串驚人的宇宙天體。

在最近一次舉辦於巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）會議上，科學家分享了韋伯太空望遠鏡的一些初步成果。包括迄今發現最遙遠的星系、新觀測到的遠古星團、土衛二周圍的水雲，以及包裹著巨大狂暴恆星、由恆星本身定期噴出的大量粒子形成的對稱塵埃殼。

在這張韋伯影像中的宇宙塵埃殼層，看起來就像是沃夫－瑞葉（Wolf-Rayet）140周圍的樹木年輪。沃夫－瑞葉星處於生命週期的晚期，將重元素釋放到太空之中，而這顆恆星是雙星系統的一部分，其中一顆是已知最大質量恆星類型之一的O型星。殼層間距的顯著規律性顯示殼層就像是鐘錶的發條，是在雙星系統的八年軌道週期間，兩顆恆星彼此最接近時所所形成。IMAGE BY NASA/ESA/CSA/STSCL/JPL, CALTECH

NASA的科學主管湯瑪士．澤布謙（Thomas Zurbuchen）表示，欣賞韋伯太空望遠鏡看透宇宙塵埃的情形，有點像在祖國瑞士的山頂上觀看雲層消散。

「突然間，迷霧散去，你的心跳加速，」他說：「這真是讓人無法呼吸，看到大自然中令人難以置信的色彩──比你想像的還更美麗。」

哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）捕捉到的紫外線和可見光揭露了星系IC 5332的螺旋結構，黑暗的塵埃區域似乎分開了旋臂。IMAGE BY ESA/WEBB, NASA & CSA, J. LEE AND THE PHANGS-JWST AND PHANGS-HST TEAMS

韋伯望遠鏡的中紅外儀器，讓那些滿布塵埃的區域不再黑暗，韋伯能穿透塵埃窺探星系的「骨幹」。IMAGE BY ESA/WEBB, NASA & CSA, J. LEE AND THE PHANGS-JWST AND PHANGS-HST TEAMS

太空天文臺的其他影像捕捉到另一部份的遙遠原始宇宙，就像它第一張公開發布的影像：一小塊密布無數古老星系的夜空。韋伯望遠鏡為了拍攝這張照片，在黑暗中凝望了12.5小時，以收集在太空中傳播數十億年的紅外光。

「我之所以會如此激動，是因為我知道所看到的一切在數十億年來始終在那裡，這可以說是非常長的時間，但我們卻一直未曾得見，」澤布謙說：「這是以全新目光進入未知旅程的起點。」

亞他加馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）天文臺偵測到超新星1987A殘骸中心的塵埃（紅色），顯示這類恆星爆炸是製造宇宙塵埃的工廠。來自哈伯望遠鏡的可見光（綠色）和錢卓X射線天文臺（Chandra X-ray Observatory）的X射線（藍色）顯示出超新星不斷擴大的衝擊波。SN 1987A這樣的超新星可以擾動周圍的氣體，引發富含碳、氮、氧和鐵等元素的新生恆星和行星形成，這些元素是所有已知生命的基本組成部分。COMPOSITE BY X-RAY: NASA/CXC/SAO/PSU/D. BURROWS ET AL.; OPTICAL: NASA/STSCI; MILLIMETER: NRAO/AUI/NSF)

1. 仙后座A（Cassiopeia A）是325年前死於猛烈超新星爆炸的巨大恆星殘骸。它由稱為中子星的死星和在恆星死亡時炸開物質的外圍殼層組成。這張影像利用三座NASA觀測不同波長光線的天文臺影像合成：史畢哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）的紅外數據（紅色）、哈伯的可見光數據（黃色）和錢卓的X射線數據（綠色和藍色）。IMAGE BY NASA/JPL-CALTECH/STSCI/CXC/SAO ANIMATION: NASA/JPL-CALTECH/UNIV. OF ARIZ./STSCI/CXC/SAO

韋伯太空望遠鏡一窺眾所周知的幻影星系（Phantom Galaxy）M74中心。韋伯的紅外影像揭露由中心向外延展宏偉旋臂內的精細氣體和塵埃細絲。由於星系的中心缺乏氣體，我們得以看清星系核心的星團。IMAGE BY ESA/WEBB, NASA & CSA, J. LEE AND THE PHANGS-JWST TEAM

延伸閱讀：NASA 韋伯望遠鏡首張拍攝影像，曝光凝望宇宙最深處！ / 多重宇宙是什麼？是否有多重宇宙存在的證據？

#NASA