發布時間:2025-10-26閱讀(5)
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現代天文學告訴我們,宇宙起源于138億年前的一場奇點大爆炸。
爆炸瞬間誕生了空間和時間,隨后物質迅速擴張,在上千萬年間的時間里逐漸冷卻下來,它們合成了各種基本粒子,又在之后的數億年內緩慢演變,這兩個星系大約形成于宇宙誕生后3.5億年和4.5億年,成為了目前為止人類找到的最古老的星系。
第一個星系來自于巨型星系團Abell 2774的外圍區域,第二個是紅移值約為12.5的星系GLASS-z12,它們的質量都非常小,波長變短,頻率會升高,反之當物體遠離觀測者時,頻率就會降低,同時波長變長。
物體運動的速度越快,多普勒效應就越明顯。 在可見光中,紅色的頻率最低波長最長,藍色的頻率最高,波長也就最短。因此,當哈勃發現了星系的紅移特征時,光子在在爆炸發生后38萬年內無法自由飛行,所以目前來說科學家對大爆炸時的初期狀態其實是一無所知的。
大爆炸后的1036秒左右宇宙發生了暴漲,即在極短的時間內,宇宙從一個點以超光速擴張到了極大的范圍,,導致氫燃料消耗的速度就更快,壽命更短,有些只有千萬甚至百萬年的時間。這就使得我們目前很難在宇宙中找到第一代恒星。
GLASS-z12在光譜中異常明亮,科學家猜測它有可能就是第一代恒星。也有部分人認為可能是GLASS-z12的質量比較大,所以才展現了異常明亮的光譜,要進一步確定細節,還需要韋伯望遠鏡繼續觀測。
古老的星系往往距離地球很遙遠,而距離我們越遠的星系遠離地球的速度就越快,所以從那里而來的光在空間膨脹的過程中逐漸從可見光被拉長到紅外光,這時要觀察到它們的難度不亞于在近地軌道找地球表面的一個硬幣。 為了完成這類艱巨的任務,韋伯望遠鏡付出了不少的努力。
負責在紅外波長觀察宇宙的是中紅外儀器,它具有極高的靈敏度,能夠捕捉到遙遠深空中的微弱熱量。不過望遠鏡自身儀器就會散發熱量,要保持高靈敏度就必須降溫,于是韋伯望遠鏡被設計在了位于地球100萬英里的拉格朗第二日點,隱藏在行星和巨大的遮陽板后。 經過精心設計,此時韋伯望遠鏡自身的溫度已經能夠保持恒定在零下223攝氏度。不過還不太夠,中紅外儀器需要更低的溫度。
因此韋伯望遠鏡安裝了一個低溫冷卻器,低溫冷卻器更像是一個復雜的冰箱,制冷劑在管道系統中冷卻,然后通過儀器泵傳送以保持低溫。 實際運行時,韋伯望遠鏡的溫度只有零下266攝氏度,只比絕對零度高了7攝氏度,韋伯望遠鏡不是首個停在拉格朗第二日點的探測器,但卻是人類有史以來最強大的宇宙之眼。
如果想知道深空中有什么, 那就讓韋伯望遠鏡朝那里看看吧。 |
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