纽约时报写作竞赛 韦伯望远镜

宇宙诞生于138亿年前的黑暗中，即使在几亿年后第一批恒星和星系熠熠生辉之后，它们也保持黑暗。它们灿烂的光芒，被时间和膨胀的宇宙所拉伸，在红外线中变暗，使它们——以及我们开始的其他线索——无法被每只眼睛和仪器所触及。

直到现在。周二，詹姆斯韦伯太空望远镜，迄今为止最强大的太空天文台，为我们以前看不见的新生宇宙提供了一个壮观的幻灯片。古老的星系像黑色天鹅绒上的宝石一样铺满天空。初出茅庐的恒星从星际尘埃积云深处闪耀出来。遥远系外行星大气中的水蒸气暗示。

它们的总和既是对宇宙的新看法，也是对曾经出现的新宇宙的看法。

“这总是在那里，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家简·里格比（Jane Rigby）说，他是望远镜的操作项目科学家。“我们只需要建造一个望远镜就可以看看那里有什么。

韦伯望远镜 - 美国宇航局吹嘘的哈勃太空望远镜的继任者，30年和近100亿美元的制造 - 有能力进入这个宇宙历史领域，研究第一批恒星和星系，并寻找更近，潜在的宜居世界。这是美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局之间的合作。

“我们正在寻找大爆炸产生的第一件事，”望远镜高级项目科学家约翰马瑟说。

图像韦伯的高级项目科学家、诺贝尔大爆炸奖获得者约翰·马瑟（John Mather）周二在马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心对记者发表讲话。

韦伯的高级项目科学家、诺贝尔大爆炸奖获得者约翰·马瑟（John Mather）周二在马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心对记者发表讲话。信用。。。泰勒·米卡尔/美国宇航局

拜登总统周一下午进行了预览，当时他介绍了美国宇航局官员和天文学家称赞的迄今为止拍摄的最深的宇宙图像，随着更多数据从美国宇航局的计算机喷出，这一标记可能会在本周完成之前通过。

这张名为SMACS 0723的遥远星团的图像揭示了天空中更遥远的星系的存在。来自这些星系的光，被星团的引力场放大到可见度，起源于130多亿年前。

向外看太空就是凝视过去。光以每秒186，000英里的速度持续传播，或每年接近6万亿英里，穿过真空。观察10光年外的恒星就是看到它10年前的存在，当光线离开其表面时。恒星或星系离得越远，它就越古老，使每个望远镜都成为一种时间机器。

天文学家推测，最遥远、最早的恒星可能与我们今天看到的恒星不同。第一批恒星由大爆炸遗留下来的纯氢和氦组成，它们可以变得比太阳大得多 - 然后迅速而猛烈地坍缩成现在居住在大多数星系中心的超大质量黑洞。

韦伯的第一张深场图像，显示了星系团SMACS 0723。

这些新照片是在戈达德太空飞行中心举行的长达一小时的仪式上推出的，该仪式由该中心的科学传播助理主任米歇尔·塔勒（Michelle Thaller）主持，视频在世界各地都有。在几英里外的巴尔的摩太空望远镜科学研究所，一群天文学家嘶吼着，哎哟哟哟，呜，屏幕上闪现着新的图像——证明他们的望远镜比预期的还要好。

一个红外天空景观显示了斯蒂芬的五重奏，五个星系在飞马座中密不可思议地紧密地挤在一起。四个人如此紧密地参与引力舞蹈，以至于它们最终会合并。事实上，这张照片揭示了一条尘埃带，当两个星系将恒星从彼此身上撕裂时，它正在被加热。

南环星云（一颗爆炸恒星的残余物）的视图揭示了漂浮在其中间的复杂碳分子的暗示，称为多环芳烃（PAHs）。这些分子在太空中漂移，定居在云层中，然后产生新的恒星，行星，小行星 - 以及随后可能萌芽的任何生命。

“可能，这些恒星中多环芳烃的形成是生命开始的一个非常重要的部分，”华盛顿大学天文学名誉教授布鲁斯·巴利克（Bruce Balick）说。“我吃了一顿。”

南环星云，在近红外光下捕获。

南环星云的另一个视图，在中红外光下。

最引人注目的图像是船底座星云，这是一个巨大的旋转尘埃云，既是恒星的苗圃，也是银河系中一些最明亮和最具爆炸性的恒星的家园。在红外线下看到，这个星云就像一个若隐若现的、被侵蚀的海岸悬崖，点缀着数百颗天文学家从未见过的恒星。

“我花了一段时间才弄清楚在这张照片中该叫什么，”望远镜的副项目科学家Amber Straughn指着一个崎岖的结构说。

斯特劳恩博士补充说，她忍不住想到星云的规模，到处都是拥有自己行星的恒星。

“我们人类真的与宇宙相连，”她说。“我们在这个景观中是由同样的东西组成的。

来自天文学家和世界各地的观望派对，人们一致感到宽慰和赞美。

“这件事让我大吃一惊，”卡内基天文台的天文学家艾伦·德雷斯勒（Alan Dressler）说，他在30年前规划望远镜方面发挥了重要作用。“估计我并不像我想象的那么疲惫。”

他补充说：“我们对宇宙的理解的增长将与哈勃一样大，这确实说明了一些事情。我们将迎来一场伟大的冒险。

天空中的“喂食狂潮”

斯蒂芬的五重奏，五个星系，其中四个相互拉扯和拉扯。

周二公布的照片和其他数据是由一个由成像专家和公共宣传专家组成的小团队选择的，因为这些图像能够展示新望远镜的范围和功率 - 并敲掉公众的袜子。

在接下来的六个月里，美国宇航局早期发布科学计划的研究结果将随之而来。一些结果，包括比拜登周一展示的更遥远的星系图像，将于本周晚些时候公布。周四，望远镜及其仪器测试期间收集的所有数据都将可用。

现在图像出来了，“将会有天文学家疯狂喂食！加州大学圣克鲁斯分校（University of California， Santa Cruz）的研究员加思·伊林沃思（Garth Illingworth）是四十年前望远镜计划的发起人，他在一封电子邮件中写道。

早期发布的科学计划旨在启动韦伯时代，包括对太阳系，星系，星系际空间，大质量黑洞和恒星演化的研究。

木星及其无数有趣的卫星，如即将进行的NASA任务的目标欧罗巴，将是一个焦点。另外两项研究将致力于系外行星，包括距离我们仅40光年的Trappist-1系统，其中七颗行星环绕着一颗暗淡的红矮星。其中三颗行星是地球大小的岩石，在宜居带中运行，表面可能存在水。

梦见看不见的光

2020年在加利福尼亚州诺斯罗普·格鲁曼公司的望远镜遮阳板上进行最终测试。

正如哈勃太空望远镜在过去三十年中定义了天文学一样，美国宇航局希望韦伯能够为新一代研究人员定义这一领域，他们一直在热切地等待自己与宇宙的会合。

已经很久了。从下一代太空望远镜开始演变成能够感知宇宙中最早的恒星和星系的热量的红外望远镜。

由于宇宙正在膨胀，那些最早的恒星和星系正在迅速远离地球，以至于它们的光被转移到更长，更红的波长，就像救护车的警报声在飞驰时转移到较低的寄存器一样。来自最遥远和最早的星系和恒星的光，曾经是蓝色的，现在是红外“热”辐射，肉眼看不见。来自碳、臭氧和其他天体生物学家非常感兴趣的分子的辐射也是如此。

一个早期的规划委员会得出结论，望远镜的直径至少需要四米（哈勃望远镜只有2.4米宽），对红外辐射高度敏感，这将耗资10亿美元。美国宇航局局长丹·戈尔丁（Dan Goldin）喜欢这个想法，但担心四米望远镜太小而无法看到第一批恒星，因此他将尺寸增加到八米。

然而，尺寸翻了一番，望远镜将不再适合任何现有的火箭。这意味着望远镜的镜子必须是可折叠的，并且必须在太空中展开。美国宇航局最终选择了一面6.5米宽的镜子，其聚光能力是哈勃望远镜的七倍。

此外，望远镜必须冷却到零下380华氏度，以防止望远镜自身的热量淹没来自遥远恒星的微弱辐射。（一台仪器必须更冷，零下447华氏度，仅比绝对零度高几度。这是通过将望远镜永久停在遮阳伞后面来实现的。

但是，开发和建造该文书的所有挑战仍然存在。1990年，美国宇航局用畸形镜将哈勃送入轨道;该机构仍然受到这种尴尬的刺痛，为新望远镜设计了一个漫长而昂贵的测试计划。价格标签上升到80亿美元，2011年，国会几乎取消了该项目。

“韦伯成了一场完美的风暴，”德雷斯勒博士回忆道。“它越贵，就越关键是它不会失败，这使得它更加昂贵。

在一次早期测试中，遮阳板被撕裂了。“当你使用价值100亿美元的望远镜时，没有小问题，”美国宇航局负责科学任务的副局长托马斯·祖布亨（Thomas Zurbuchen）说。“很难知道什么是粗体，什么不是。

天文学家的圣诞节

韦伯望远镜代表了大约20，000名工程师，天文学家，技术人员和官僚的共同努力，自2011年以来一直担任望远镜项目经理的比尔奥克斯说。它现在在一个名为L2的地方绕太阳运行，在那里太阳和地球的组合引力场创造了一个稳定的休息点。它的镜子由18个镀金的铍六边形制成，暗示着一朵向日葵漂浮在巨型铲子的刀片上 - 防晒霜使望远镜保持寒冷，并永远指向我们的恒星。

韦伯所有的麻烦在圣诞节早上都消失了，当时从法属圭亚那完美地发射并将望远镜提升到数百个“单点故障”，并留下了两倍于预期的机动燃料和20年科学生涯的可能性。事实证明，该镜子在探测最短波长的光方面是预期的两倍，从而提高了望远镜的分辨能力。

周二戈达德仪式结束时，Zurbuchen博士和Mather博士上台祝贺和赞扬了长期合作的团队。马瑟博士说，他从不担心望远镜不会成功。“虽然也许我应该这样做，”他补充说。

祖布亨博士回击道：“我担心是有报酬的。