一小片天空,装着不同的过去
2022 年 7 月 11 日,韦布首张深场图像公开。它对准 SMACS 0723 星系团,在一小片天空里呈现出数千座星系。NASA 把视野比作伸直手臂举起一粒沙时,它遮住的那点天空。说的是视角有多小,并不是星系本身有多小。图中的星系团,呈现的是 46 亿年前的样子;还有星系位于它前方或更遥远的后方。因此,这个画框并不对应宇宙中同一个时刻。看上去挤在一起的光,抵达我们之前,已经各自走过了长短不同的旅程。
两条弧,也可能来自同一个星系
前方星系团的质量会使后方星系的光线弯折。这种引力透镜效应能放大、拉伸影像,也可能让同一个天体出现多次。ESA 在 2022 年 7 月的一份配套说明中,展示了两条具有匹配光谱的亮弧:它们是同一个星系的两个影像,光发出于 93 亿年前。确认这件事,不能只凭“长得像”。光谱把光按波长展开,让研究者比较其中的特征。一条好看的弧线,于是变成了一个可以检验的问题:这是另一座星系,还是同一座星系的光,沿另一条路径到达了我们?
相机收集了眼睛看不见的光
公开的近红外图像,合并了 NIRCam 通过不同滤光片得到的观测,总计 12.5 小时。红外光在人眼可见范围之外,图像处理人员会把较短的观测波长安排到可见的蓝色一端,较长的安排到红色一端,中间再用其他颜色呈现。颜色让我们能够看见测量之间的差异,并不等于站到那里、透过窗户会看到的景象。知道这一点,图像反而更有意思:它既呈现遥远的天体,也呈现一种信息组织方式。望远镜提供测量结果,合成图像让其中一些关系变得容易辨认。
看出线索之后,还要怎样确认
打开官方深场图像,先选一小块区域。分清带着亮刺的恒星与舒展的其他形状,沿一条弧线看,再找找它周围更小的痕迹。外形可以提供线索;那两个星系影像的例子,则说明眼睛在哪一步需要更多帮助。相似的样子提出问题,进一步测量才能检验。回看这次 2022 年的发布,令人着迷的不只是星系数量改变了我们的尺度感,还包括配套数据如何把一张震撼的图变成研究。本期配图是由这次观看启发的编辑插画;真正的望远镜图像及署名,见下方机构原文。

