韦伯展示了新恒星形成和星系演化的区域
2022 年 10 月 11 日，宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜首次花费 20 多个小时观察了长期研究的 哈勃超深场。一般观察员计划 (GO 1963) 专注于分析大约 2 到 4 微米之间波长的场。
我们采访了 Christina Williams(NOIRLab)、Sandro Tacchella(剑桥大学)和 Michael Maseda(威斯康星大学麦迪逊分校)，以了解更多关于通过 Webb 的眼睛首次观察哈勃超深场的信息。
对于人们了解这些韦伯观察有什么重要意义?
Michael Maseda：我们看到炽热的电离气体这一事实告诉我们这些星系中恒星诞生的确切位置。现在我们可以将这些区域与已经存在恒星的区域分开。这条信息非常重要，因为数十亿年后，我们并不知道星系是如何变成今天的样子的。重要的是要注意，我们还没有看到所有要看的东西。我们的整个计划大约有 24 小时，这在其他天文台观察它的时间的宏伟计划中并不算多。但是，即使在这个相对较短的时间内，我们也开始拼凑出一幅关于星系如何在宇宙历史上这个非常有趣的时刻成长的新图景。
通过与韦伯一起探索哈勃超深场，您对学习什么感兴趣?
Christina Williams：我们建议使用 Webb 的 NIRCam 的一些中波段图像滤波器对超深场成像，这使我们能够比使用宽带滤波器更准确地拍摄光谱特征图像，因为中波段滤波器跨越更短的波长范围。 这使我们在测量颜色时更加敏感，这有助于我们了解宇宙最初十亿年期间恒星 形成的历史和 星系的电离特性，例如在再电离时代。测量星系在那段时间产生的能量将帮助我们了解星系如何使宇宙重新电离，将宇宙从中性气体恢复为电离等离子体，就像大爆炸后一样。
Sandro Tacchella：河外天体物理学中一个关键的悬而未决的问题是第一个星系是如何形成的。由于中波段涵盖了一系列不同的波长，我们可以直接找到早期宇宙中的一些最早的星系，或者我们可以对宇宙大约 10 亿岁时星系中的恒星进行年龄测定，以了解宇宙诞生的时间。星系实际上在过去形成了它们的恒星。这项调查有助于确定第一个星系的形成。
迈克尔：我们拥有的 Webb 中频带滤波器的功能实际上是非常新的。我们得到了一种成像和光谱学之间的混合，所以我们得到了该领域基本上所有星系的详细信息，而不是传统的光谱学，在传统的光谱学中你只能选择视野中的几个星系进行研究. 从某种意义上说，这确实是一幅完整的图景，因为这些信息补充了许多现有数据，不仅来自哈勃望远镜，还补充了地面仪器，如超大望远镜上的 MUSE(多单元光谱探索器)，我们在不同波长下有光谱对于许多这样的对象。MUSE 非常擅长寻找具有莱曼-阿尔法发射的星系，或这些星系中电离氢发出的光，这是再电离结束时存在的星系类型。这个新数据是一个缺失的部分，我们以前在理解这个领域的全部星系方面没有。
这些数据中有没有让您感到意外的地方?
迈克尔：我不知道我是否真的感到惊讶，但这些图像比我预期的还要好。在这些图像中，您实际上可以用肉眼看到这是相当大面积的电离气体。我原以为一切都没有解决，但我们有足够高的分辨率来实际看到它。我很高兴看到它，因为要理解正在发生的事情可能要困难得多。
克里斯蒂娜：我认为看到这些图像多么美丽以及它们最终的质量多么高绝对是一个高潮。我们计算过我们可以做这样的事情，但是在实践中看到它并拥有真实数据是不同的。
为什么选择立即公开数据?
Sandro：星系是非常复杂的系统，其中有多种不同的过程在不同的空间和时间尺度上起作用，因此有许多方法可用于更好地理解星系的物理学。因此，将其提供给许多不同的群体将有助于寻求更多见解。
Christina：Webb 仍然很新，人们仍在学习如何分析数据集的最佳实践。因此，拥有一些立即可用的数据集对每个人都有好处，可以帮助人们了解利用韦伯数据向前发展的最佳方式，并根据真实的数据经验更好地规划未来周期中的项目。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上有史以来最大、功能最强大、最复杂的太空科学望远镜。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb 是由 NASA 及其合作伙伴 ESA(欧洲航天局) 和 加拿大航天局牵头的一项国际计划。
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