这篇内容探讨了宇宙的多波段观测,并提供了一个简单技巧来识别詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的图像。与哈勃等其他望远镜不同,JWST 的照片具有一个独特的视觉标志:所有明亮的点状光源(如恒星)周围都会出现一个由六个大光芒和两个小光芒组成的衍射图案。这一独特现象源于其蜂窝状的六边形主镜和三根支撑杆的特殊光学设计,使其成为一眼识破 JWST 作品的关键。
不同望远镜,不同的宇宙图景
宇宙的图像并非“所见即所得”。不同的望远镜在不同的光波段工作,它们收集的信息超出了人眼的感知范围。为了让这些数据变得可见,科学家会为其分配颜色。
- 哈勃太空望远镜 (Hubble): 常常包含人类看不见的紫外线和红外线信息。
- 阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列 (ALMA): 在射电波段进行观测,可以揭示哈勃无法看到的富含气体的星系。
- 钱德拉X射线天文台 (Chandra): 专注于X射线,能识别黑洞、超新星和超高温气体。
由于这种“翻译”过程,同一片天区在不同望远镜的镜头下会呈现出完全不同的样貌和色彩。
JWST 的专属“签名”
尽管图像色彩各异,但有一个可靠的视觉线索可以立即识别出 JWST 的作品。
关键在于观察图像中明亮星点周围出现的衍射光芒 (diffraction spikes) 图案。
不同于哈勃望远镜产生的典型“十字星芒”,JWST 的图案非常独特:每一个明亮的光源都会带有 八道光芒,其中六道非常明显,另外两道则相对较短、较暗。
光芒图案的成因
这个被称为“噩梦雪花”的标志性图案并非瑕疵,而是 JWST 光学设计的直接结果。
- 蜂窝状主镜: JWST 的主镜由 18 块独立的六边形镜片 拼接而成,而非一整块圆形镜面。镜片边缘的衍射效应产生了六道主要的光芒。
- 次级反射镜支撑杆: 三根支架 用于将次级反射镜固定在主镜前方,这三根支架的遮挡效应产生了另外两道较短的光芒。
这两种结构的组合共同创造了 JWST 独一无二的 六大两小 的光芒特征。
在哪里能看到这个特征?
这个八角星芒图案在 JWST 的各类图像中随处可见,只要有足够明亮的点状光源存在。
- 前景恒星: 在拍摄遥远星系团时,位于我们银河系内的前景恒星会清晰地展示这一图案。
- 活跃黑洞: 在观测斯蒂芬五重星系时,其中一个星系中心的超大质量黑洞就因为极其明亮而呈现出这种效果。
- 明亮的卫星: 在拍摄海王星系统时,其最亮的卫星“海卫一”(Triton)反射了大量阳光,其周围也清晰地出现了八道光芒。
因此,下次看到一张布满星辰的壮丽宇宙照片时,只需找到最亮的星星,数一数它的光芒,就能立刻知道这是否是 JWST 的杰作。