全球最大型太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜公布了木星前所未有的景象。

全球最大型太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜公布了木星前所未有的景象。 耗资100亿美元的韦伯望远镜今年开始服役。今年7月，该望远镜拍摄了这颗太阳系最大行星的照片，详细地呈现了围绕木星的极光、巨大的风暴大红斑、卫星和木星环。 由于人眼无法看到红外线，该图像经过人工上色，以突出特征。

欧几里得太空望远镜首次提供科学图像 追踪宇宙的黑暗面

欧几里得太空望远镜首次提供科学图像 追踪宇宙的黑暗面 欧几里得的优势在于它的多样性：欧几里得大图像平面的这一小部分显示了英仙座星系团的细节。在2.4亿光年的距离上，可以清晰地辨认出前景中作为星系团一部分的各种类型和形状的星系，以及背景中一系列微弱、弥漫的光点在欧几里得成像之前，这些星系的光线已经传播了数十亿年。图片来源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, Image Processing by J.-C.Cuillandre, G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO这幅画描绘的是欧空局的欧几里得（Euclid）航天器。欧几里得号是一项开创性的任务，旨在观测数十亿个微弱的星系，研究宇宙加速膨胀的起源，以及暗能量、暗物质和引力的神秘本质。图片来源：欧空局这些图像是将其两台仪器的数据结合在一起的结果：VIS（可见光仪器）和NISP（近红外摄谱仪和光度计）旨在利用大面积探测器捕捉可见光和近红外线。欧几里德望远镜最重要的任务是对宇宙进行最详细的三维测绘，从而揭开宇宙的一些秘密。包括马克斯-普朗克天文学和地外物理学研究所在内的欧几里得联合会德国成员开发了望远镜的关键技术组件。他们还为管理庞大的数据流提供后勤服务，并确保公布数据的质量。追踪暗物质这幅来自欧几里德的图像是第一次在如此大的图像截面上同时捕捉到英仙座星系团中如此多的星系，而且细节如此丰富。这幅图像显示了属于英仙座星系团的 1000 个星系，英仙座星系团是宇宙中质量最大的结构之一。在背景中还可以看到距离更远的其他 5 万多个星系。图片来源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 图像处理：J.-C.Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO以前的太空望远镜，如哈勃望远镜或詹姆斯-韦伯望远镜，都是为了详细观测天空中非常小的区域而建造的。而欧几里德望远镜则以同样高的图像质量拓宽了视野：得益于其大型光学系统、灵敏的仪器以及位于地球大气层之外的位置，它能在相对较短的观测时间内提供大片天空的图像，这些图像也非常清晰，并包含了遥远星系的微弱光线。通过发布的图像，欧几里得联盟成员利用五个选定的天体展示了欧几里得的全部潜能。每幅图像覆盖的区域比满月稍大。到任务结束时，大约有 40000 个这样的图像部分将被合并，形成天空中约 14,000 平方度的广阔区域。这占整个天空的三分之一，不包括我们自己的银河系。一个让人联想起我们银河系的星系：IC 342 星系距离我们 1100 万光年，在天空中看起来和满月差不多大。在运行过程中，Euclid 将对数十亿个其他星系进行成像，这些星系甚至比 IC 342 更遥远，它们揭示了暗物质和暗能量的无形影响。图片来源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 图像处理：J.-C.Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO现已发布的图像清楚地表明了一点：每张图像都将是一座宝库，让人们对单个恒星、银河系或遥远星系的物理学有新的认识。位于慕尼黑附近加兴的马克斯-普朗克地外物理研究所和慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的 Maximilian Fabricius 说："这台望远镜将收集大量数据，探测到比以前更多的天体。我们都需要适应欧几里得将提供的大量信息"。有深度的快照：这个图像截面比英仙座星团的整体图像小 200 倍左右，能让人感受到前景英仙座星团壮丽图像所掩盖的细节。带有六个星形"尖峰"的最亮点是前景中银河系的恒星。在这些恒星之间有许多漫射的微红色斑块，它们是宇宙早期的星系。有些星系距离我们非常遥远，以至于它们的光线需要 100 亿年才能到达我们这里。图片来源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 图像处理：J.-C.Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO英仙座星系团就是一个例子。这些星系团是宇宙中一些最大、最庞大的结构。如果没有暗物质网络，这里描述的星系将均匀地分布在天空中。马克斯-普朗克地外物理研究所和路德维希-马克西米利大学的科学家马蒂亚斯-克鲁格解释说："利用欧几里德望远镜的巨大视场和超高的灵敏度，可以测量英仙座星系团中的星系，直至它们最外围和最暗淡的区域。"在同一张图片中，还有其他与英仙座星团无关的星系。由于光的传播速度是有限的，在宇宙中看得越远，发现的星系就越古老，处于不同发展阶段的星系也就越多。这些丰富的信息将大大有助于研究人员了解以星系的大量碰撞和合并为标志的宇宙早期"。银河系附近的一个奇异星系：不规则星系NGC 6822是矮星系的一个例子，它不像我们的银河系那样有适当的旋臂。这种星系被认为是附近年轻宇宙中成熟星系的组成部分，欧几里得将绘制出完整的宇宙地图。如果你仔细观察，就能辨认出单个恒星，甚至超新星残骸。图片来源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 图像处理：J.-C.Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO我们的宇宙中约有 95% 似乎由神秘的"暗"元素组成，它们在英仙座星系团的形成过程中也发挥了作用。暗物质决定着星系之间和星系内部的引力效应，最初减缓了宇宙的膨胀，而暗能量则推动着宇宙目前的加速膨胀。然而，暗物质和暗能量的本质仍然难以捉摸。科学家们所知道的是，这些物质会使望远镜观测到的物体的外观和运动发生微妙的变化。为了探测"暗"对可见宇宙的影响，欧几里得号将在未来六年内观测 100 亿光年外数十亿星系的形状、距离和运动。在这里，来自 NIST 红外仪器的光谱信息得到了来自地面望远镜的光学光谱的补充，这将非常精确地确定欧几里得所拍摄星系的距离和运动情况，并将欧几里得的二维照片转化为有史以来最全面的可见宇宙三维地图。欧几里得号是欧洲航天局（ESA）的一项太空任务，美国国家航空航天局（NASA）为该任务做出了贡献。它是欧空局宇宙视野计划的一部分。VIS 和 NISP 相机是由来自 17 个国家的科学家和工程师联合开发和制造的，其中许多来自欧洲，但也有美国、加拿大和日本。在德国，海德堡马克斯-普朗克天文学研究所、加兴马克斯-普朗克地外物理学研究所、慕尼黑路德维希-马克西米利安大学、波恩大学、波鸿鲁尔大学和波恩德国航空航天中心的德国航天局都参与了这项工作。德国航天中心的德国航天局负责协调德国对欧空局的贡献，并为参与的德国研究机构提供资金。德国是欧空局科学计划的最大贡献者，约占 21%。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

破纪录的银河系发现：韦伯太空望远镜一瞥宇宙曙光

破纪录的银河系发现：韦伯太空望远镜一瞥宇宙曙光 这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜（又称韦伯望远镜或 JWST）的红外图像是由 NIRCam（近红外相机）为 JWST 高级深河外星系巡天计划（或 JADES）拍摄的。NIRCam的数据被用来确定哪些星系需要通过光谱观测进行进一步研究。其中一个星系JADES-GS-z14-0（如图所示）被确定为红移14.32（+0.08/-0.20），是目前已知最遥远星系的记录保持者。这相当于宇宙大爆炸后不到3亿年的时间。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Brant Robertson（加州大学圣克鲁兹分校）、Ben Johnson（CfA）、Sandro Tacchella（剑桥大学）、Phill Cargile（CfA）在过去的两年里，科学家们利用美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜（又称韦伯望远镜或 JWST）探索了天文学家所说的宇宙黎明期宇宙大爆炸后最初几亿年的时期，在这一时期诞生了第一批星系。这些星系提供了重要的洞察力，让我们了解宇宙在非常年轻的时候，气体、恒星和黑洞是如何变化的。2023 年 10 月和 2024 年 1 月，一个国际天文学家小组利用韦伯望远镜观测星系，这是 JWST 高级深河外星系巡天（JADES）计划的一部分。利用韦伯望远镜的近红外摄谱仪（NIRSpec），他们获得了大爆炸后仅 2.9 亿年就观测到的一个创纪录星系的光谱。这相当于约 14 的红移，红移是衡量星系的光线被宇宙膨胀拉伸的程度的一个指标。我们邀请了意大利比萨高等师范学院的斯特凡诺-卡尼亚尼（Stefano Carniani）和亚利桑那州图森市亚利桑那大学的凯文-海因莱恩（Kevin Hainline）为我们详细介绍这个源是如何被发现的，以及它的独特性质对星系形成的启示：科学家们利用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外摄谱仪（NIRSpec）获取了遥远星系JADES-GS-z14-0的光谱，以精确测量其红移，从而确定其年龄。红移可以通过一个被称为莱曼-阿尔法断裂的临界波长的位置来确定。这个星系的历史可以追溯到宇宙大爆炸后不到3亿年。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、S. Carniani（Scuola Normale Superiore）、JADES Collaboration高红移星系研究取得突破性进展"韦伯望远镜上的仪器旨在发现和了解最早的星系，在作为 JWST 高级深河外星系巡天（JADES）一部分的第一年观测中，我们发现了大爆炸后最初 6.5 亿年的数百个候选星系。2023年初，我们在数据中发现了一个星系，它有强有力的证据表明它的红移超过了14，这让我们非常兴奋，但是这个星系源的一些特性让我们很警惕。这个光源的亮度出乎我们的意料，这对于一个如此遥远的星系来说是不可能的，而且它距离另一个星系非常近，这两个星系似乎是一个更大天体的一部分。当我们在2023年10月作为JADES起源场的一部分再次观测这个源时，用韦伯更窄的NIRCam（近红外相机）滤镜获得的新成像数据更加指向高红移假说。我们知道我们需要一个光谱，因为无论我们了解到什么，都将具有巨大的科学意义，无论是作为韦伯研究早期宇宙的一个新的里程碑，还是作为一个中年星系的一个令人困惑的怪胎。2024年1月，NIRSpec对这个名为JADES-GS-z14-0的星系进行了近10个小时的观测，当首次处理光谱时，有明确的证据表明这个星系的红移确实达到了14.32，打破了之前最远星系的记录（JADES-GS-z13-0的z=13.2）。鉴于这个星系源的神秘性，看到这个光谱让整个团队都感到无比兴奋。对于我们的团队来说，这个发现不仅仅是一个新的距离记录；JADES-GS-z14-0最重要的一点是，在这个距离上，我们知道这个星系本质上一定非常明亮。从图像上看，这个光源的直径超过了1600光年，证明我们看到的光主要来自年轻恒星，而不是来自一个不断增长的超大质量黑洞附近的发射。这么多的星光意味着这个星系的质量是太阳的几亿倍！这就提出了一个问题：大自然是如何在不到3亿年的时间里创造出如此明亮、巨大和庞大的星系的呢？"揭开古老之光的新启示这些数据揭示了这个惊人星系的其他重要方面。我们看到这个星系的颜色并不像想象中那么蓝，这表明即使在非常早期的时候，一些光线也被尘埃染红了。来自 Steward 天文台和亚利桑那大学的 JADES 研究员 Jake Helton 还发现，JADES-GS-z14-0 被韦伯的中红外仪器（MIRI）以更长的波长探测到，考虑到它的距离，这是一项了不起的成就。中红外成像仪的观测覆盖了可见光范围内发射的光波长，而韦伯望远镜的近红外仪器对这些波长进行了红移。杰克的分析表明，近红外成像观测所暗示的源亮度高于其他韦伯仪器的测量值，这表明该星系中存在强烈的电离气体发射，其形式为氢和氧的明亮发射线。在这个星系生命的早期就存在氧气是一个令人惊讶的现象，这表明在我们观测到这个星系之前，多代大质量恒星已经开始了它们的生命。所有这些观测结果都告诉我们，JADES-GS-z14-0 并不像理论模型和计算机模拟所预测的那种存在于宇宙早期的星系。根据观测到的星系源亮度，我们可以预测它随着宇宙时间的推移可能会如何增长，而到目前为止，我们还没有从我们在巡天观测中观测到的其他数百个高红移星系中找到任何合适的类似物。鉴于搜索发现 JADES-GS-z14-0 的天空区域相对较小，它的发现对我们在早期宇宙中看到的明亮星系的预测数量有着深远的影响。天文学家很可能会在未来的十年中利用韦伯望远镜发现许多这样的明亮星系，甚至可能是更早的星系。我们很高兴能看到宇宙黎明时存在的星系的非凡多样性。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

宇宙第一批恒星留下的独特耀斑可以被新一代太空望远镜探测到

宇宙第一批恒星留下的独特耀斑可以被新一代太空望远镜探测到 多年来，科学家们一直在寻找"第三族群"恒星的直接证据，这些恒星是宇宙大爆炸后几亿年点亮宇宙的第一代恒星。这些第一代恒星由早期宇宙的原始气体形成，在宇宙演化和后代恒星的发展过程中发挥了至关重要的作用。据预测，"第三族群"恒星在其他方面也与众不同。预计它们比地球太阳和其他更年轻的恒星质量更大、温度更高；它们的寿命也更短。然而，这些首批恒星尚未被观测到。研究人员说，找到它们的关键在于寻找它们留下的耀斑。约瑟夫-S-和索菲亚-S-弗鲁顿（Joseph S. and Sophia S. Fruton）天文学讲座教授、耶鲁大学文理学院（FAS）物理学教授普里亚姆瓦达-纳塔拉詹（Priyamvada Natarajan）说："詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebb Space Telescope）最近探测到的第一批黑洞表明，它们也是与第一批恒星同时出现的。"纳塔拉詹说："我们意识到，距离黑洞太近的群体III恒星被撕裂时产生的焰火应该可以被探测到。"艺术家描绘的潮汐扰动事件。图片来源：Ralf Crawford/太空望远镜科学研究所在这项新研究中，研究人员提出，如果一颗"第三族群"恒星遭遇黑洞，由此产生的"潮汐破坏事件"（TDE）黑洞将恒星撕裂将产生一个特别明亮的耀斑足够明亮和持久，足以跨越数十亿光年到达今天的地球。更重要的是，耀斑会有一个可识别的"特征"，天文学家可以辨别出来。"由于高能光子从非常遥远的距离发出，耀斑的时间尺度会因宇宙膨胀而被拉长，"研究小组首席研究员、香港大学天文学家戴瑾说。"这些TDE耀斑将在很长一段时间内升起并衰减，这使它们有别于附近宇宙中太阳型恒星的TDE"。该研究的第一作者、香港大学的 Rudrani Kar Chowdhury 说，重要的是，耀斑的光波长也被拉长了。她说："TDE发出的光学和紫外线在到达地球时会被转换成红外线波长。"这种红外光可以被探测到，美国国家航空航天局的两个旗舰任务 - 詹姆斯·韦伯太空望远镜和即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜都有能力探测红外线发射即使是在很远的地方。"罗曼具有同时观测大面积天空和窥探早期宇宙深处的独特能力，这使它成为探测这些波普III TDE耀斑的一个很有前途的探测器，"Natarajan说。"这可能是我们推断第三族群恒星存在的唯一方法"。研究人员说，这种发现在未来十年是有可能实现的。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【一周热点回顾】全球最大型太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜公布了木星前所未有的景象。

【一周热点回顾】全球最大型太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜公布了木星前所未有的景象。 该望远镜拍摄了这颗太阳系最大行星的照片，详细地呈现了围绕木星的极光、巨大的风暴大红斑、卫星和木星环。 由于人眼无法看到红外线，该图像经过人工上色，以突出特征。

韦伯望远镜发现早期宇宙许多遥远的星系具有独特的扁平和拉长形状

韦伯望远镜发现早期宇宙许多遥远的星系具有独特的扁平和拉长形状 望远镜技术的进步，特别是詹姆斯-韦伯太空望远镜的使用，加强了对星系形状的分类。最近的一项研究对遥远的星系进行了分析，发现早期宇宙中普遍存在不寻常的扁平和拉长形状的星系，这与较近的星系形成了鲜明对比。这对之前关于星系形成和演化的假设提出了挑战。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein（UT Austin）、Micaela Bagley（UT Austin）、Rebecca Larson（UT Austin）一个多世纪以来，天文学家们一直在对远近星系进行分类，既用肉眼比较它们的形状，也用光谱数据精确测量它们的属性。例如，埃德温-哈勃在 1926 年创造了哈勃音叉（见下图），开始对附近星系的形状和大小进行分类，结果显示许多星系都是螺旋星系和椭圆星系。随着望远镜仪器的灵敏度越来越高，对其形状进行更准确的分类也变得越来越容易。詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的新数据为天文学家的分类增添了细微差别。由于韦伯望远镜是用红外光观测的，因此它的图像中出现了更多极其遥远的星系。此外，这些图像非常精细，让研究人员能够确定是否有额外的恒星形成区域或者确认它们不存在。星系是宇宙中非常重要的基本组成部分。有些星系结构简单，有些则非常复杂。1926 年，美国天文学家埃德温-哈勃（Edwin Hubble）提出了一个星系分类方案，这是建立星系演化连贯理论的第一步。虽然这个方案也被称为哈勃音叉图，但现在被认为有些过于简单，其基本思想仍然有效。资料来源：美国国家航空航天局美国国家航空航天局哈勃研究员、纽约哥伦比亚大学的维拉杰-潘迪亚（Viraj Pandya）领导的研究小组最近分析了韦伯宇宙演化早期发布科学（CEERS）巡天中的数百个遥远星系（见下图）。CEERS有意覆盖了与哈勃太空望远镜的扩展格罗斯带（见下图）相同的大部分区域，后者是用于创建宇宙大会近红外深河外星系遗产巡天（CANDELS）的五个区域之一。这样，他们就可以在望远镜观测重叠的地方重复检查韦伯望远镜的结果。"我们对韦伯星系的分析与哈勃太空望远镜星表中的星系非常一致，"潘迪亚证实说。"两组数据让我们能够在进行分析时全面审核我们的模型，并更好地理解和分类只有韦伯探测到的星系。"研究小组在开始分析时，首先根据相似的特征将星系分成了几大类。(他们没有对每个星系的外观进行分类，因为这需要光谱数据中的详细信息）。凝视这幅广阔的图景。它是由詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）用近红外线拍摄的多幅图像拼接而成的它实际上是在活动着。图片来源：NASA、ESA、CSA、Steve Finkelstein（UT Austin）、Micaela Bagley（UT Austin）、Rebecca Larson（UT Austin）、Alyssa Pagan（STScI）他们发现，宇宙在 6 亿至 60 亿岁时，有一系列奇特的形状。占主导地位的星系形状看起来扁平而修长，就像泳池面条或冲浪板。在他们研究的所有遥远星系中，这两种类型的星系约占50%到80%这是一个惊喜，因为这些形状在近处的星系中很少见。韦伯探测到的其他星系看起来是圆形的，但也有扁平的，就像飞盘一样。星系数量最少的一类是形状像球体或排球的星系。这张来自哈勃太空望远镜的图像显示了天空中被称为"延伸格罗斯带"（EGS）的部分。CEERS 勘测的研究人员利用詹姆斯-韦伯太空望远镜用红外线观测了延伸格罗斯带。图片来源：NASA、ESA、M. Davis韦伯的数据还解开了哈勃太空望远镜几十年前观测到的一个谜题。为什么那么多遥远的星系看起来像长长的线条？是不是还有更多的星系没有出现在它的图像中？韦伯很快就回答了这个问题：哈勃没有错过任何东西。潘迪亚说："韦伯证实了哈勃早已向我们展示的东西，但在红外光下更为详细。综合观测结果表明，在早期宇宙中，有更多的星系看起来是扁长的。这具有深远的影响，因为我们通常认为像我们银河系这样的星系一开始是圆盘状的，但事实可能并非如此。"这些是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜在宇宙演化早期释放科学（CEERS）调查中捕捉到的遥远星系的例子。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein（UT Austin）、Micaela Bagley（UT Austin）、Rebecca Larson（UT Austin）在宇宙历史的早期，星系的形状为何如此不同？这个问题目前还没有答案，但我们正在进行研究，以便更好地了解星系在整个宇宙时间中是如何演变的。查看更多星系样本（见上图，来自韦伯的 CEERS 勘测），并更具体地比较它们的三维形状（见下图）。詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）已经在帮助研究人员微调他们对遥远星系的分类为已经进行了几十年的分析增加了重要的速度和细节。在左上方，韦伯的调查显示了一种在早期宇宙中罕见，但在今天却很常见的分类：形状像球体或排球的星系。右上方是扁平的圆盘或飞盘，它们只是稍微常见一些。早期占主导地位的星系形状看起来扁平而修长，就像左下方的冲浪板，或者右下方的泳池面条。这两种形状的星系在天文学家迄今为止研究过的所有遥远星系中约占 50%到 80%这是一个惊喜，因为这些形状的星系在附近星系中并不常见。天文学家在分类方面取得的进步归功于韦伯望远镜的灵敏度、高分辨率图像以及对红外光的专门研究。天文学界还需要利用韦伯望远镜和其他望远镜提供的更大样本量，对更遥远的星系进行全面分类，然后才能确定任何确定的分组。共同作者、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白-麦格拉斯（Elizabeth McGrath）解释说："通过继续这项研究，我们和其他团队将能够提高我们对宇宙历史上此时星系内在结构的理解。通过最终整合来自多个数据集的信息，我们将更好地了解星系在整个宇宙时间中的形状"。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、Viraj Pandya（哥伦比亚大学）、Haowen Zhang（亚利桑那大学）、Lucy Reading-Ikkanda（西蒙斯基金会）编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：