专家说韦伯太空望远镜的作用可大了
李惠民 瑞士苏黎世大学理学院
詹姆斯•韦伯太空望远镜（JWST）升空一年多，可谓硕果累累。日前，在意大利米兰举行的国际天文学研讨会上，多国天文学家都认为韦伯太空望远镜的作用可大了，首先对宇宙探索有帮助，其次对人们认知有好处。
从外表来看，韦伯望远镜就是一面巨大的金色镜子，但拥有一个网球场那么大的底座。就是这面平平无奇的黄金大镜子，造价高达百亿，业内称其为“天文学吞噬者”，是迄今为止性能最强的太空望远镜。
一开始，韦伯望远镜的预算并没有这么多，只有5亿美元，那还是遥远的1996年。当时，哈勃望远镜已经在太空上待了6年，而韦伯曾计划于2007年发射；但韦伯的制造过程一边不断增加预算，一边不断推迟发射日期，直到2021年12月25日才发射升空。
2022年7月12日，韦伯望远镜发布了第一批震撼的红外全彩高清天文照片，包括距离地球8500光年远的船底座大星云和距离地球46亿光年的星系SMACS7023以及距离地球2500光年的南天环状星云。星系团就像放大镜，其背后物体清晰可见。这被称为引力透镜效应，它创造了韦伯望远镜第一批令人难以置信的深场视图。
虽然它们都和地球相距非常远，但韦伯望远镜依然清晰地揭示了许多细节，其中的SMACS7023星系更是当时最遥远最详细的宇宙红外视图。该星系巨大的质量引发的引力透镜效应明显地弯曲了更遥远星系的光，并在图像中央形成透镜状扭曲，这也是爱因斯坦广义相对论的最直观体现。先前哈勃望远镜和斯皮策红外望远镜都多次将镜头对准过SMACS7023星系，但清晰度都远不及韦伯望远镜。
日前，韦伯望远镜又发现了迄今为止确定的最遥远星系，它形成于大爆炸后约3.25亿年。天文学家使用一种名为红移的度量方法测量地球与宇宙天体的距离。由于宇宙膨胀，天体离地球越远，其远离速度越快。这种度量方法与多普勒效应相似，即物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。该发现将证实更多这样遥远的星系，这将告诉人们星系形成的早期，以及最遥远的星系与周围的星系有何不同。
可以预言，韦伯望远镜与其他太空望远镜一道，为未来宇宙学、星系形成与演化、暗物质暗能量、系外行星寻找等方面的研究提供帮助，为人类社会作出更大的贡献。
文/李惠民（作者单位：瑞士苏黎世大学理学院）
