韋伯太空望遠鏡再次顛覆我們對宇宙的認知
老實說,我報道太空望遠鏡這麼多年,還記得當年我們以為哈勃望遠鏡已經是最巔峰。那時候的我們,實在太天真了。每隔幾個月,詹姆斯韋伯太空望遠鏡就會發佈一些新發現,足以讓你質疑自己過去對物理學的所有認知。最新一批數據也不例外。今次的主題包括:耍脾氣的嬰兒恆星、理論上不該存在的神秘同心環,還有一顆熱到大氣層好像正在沸騰蒸發的超級地球。大家坐定定,沖杯咖啡,因為我們這次要徹底投入科學世界了。
宇宙的混亂搖籃
我們先由年輕的恆星說起。天文學家將韋伯望遠鏡指向一個名為FS Tau B的系統。從宇宙尺度來說,這不是什麼遙遠的星系,而是我們「附近」的一個恆星搖籃。我們以前也見過原恆星,但韋伯這次捕捉到的畫面,簡直就是一片混亂。望遠鏡的紅外線視覺穿透了濃厚的塵埃和氣體,向我們展示了一顆就像尖叫扭計的小孩般的恆星。它正以超音速噴射出氣流,在周圍的物質中劃出一個個空洞。圖像清晰得讓我們可以看到原行星盤中扭曲的結構——就是那些最終會凝聚成行星的物質。那景象混亂、狂暴,就跟46億年前我們太陽系的形成過程一模一樣。透過詹姆斯韋伯太空望遠鏡回望過去,我們首次能夠親眼見證行星形成最原始、最粗糙的階段。
神秘的環
但接下來的發現就更奇怪了。在掃描另一個區域時,韋伯望遠鏡發現了一組圍繞著一顆遙遠恆星的同心環。我們以前也見過環狀結構——例如像L卵體系的恆星周圍那些美麗的對稱環。但這次發現的這些環?它們相當反常。環與環之間的距離不對,幾何結構也不太符合恆星噴射物質的標準模型。就像有人先在太空畫了一個完美的標靶,然後又把紙揉皺了。我認識的幾位天體物理學家,因為這個發現而失眠。目前主流的理論推測,有一個看不見的伴星(即系統中的第二顆恆星)以恰到好處的頻率拉扯著塵埃,從而形成這個圖案。但韋伯的數據顯示,這個時間點的精確度幾乎不可能達到。目前為止,這是一個美麗但令人苦惱的謎題。而這就是韋伯望遠鏡的特點:它不只解答問題,更會衍生出上百個我們甚至還沒想到要問的新問題。
煉獄世界:LTT 9779 b
轉個話題,說說系外行星。韋伯望遠鏡將其金色的鏡面轉向了LTT 9779 b。這就是上面渲染圖中看到的「超級地球」,我可以告訴你,外界對它的關注絕非炒作。這顆行星是一顆超高溫海王星,但密度卻像岩石世界。它與其恆星的距離非常近,以至於向陽面是一片由岩石和金屬組成的熔融海洋。韋伯利用光譜技術,剛剛識別出它的大氣成分。那裡沒有什麼氮氣和氧氣。有的只是矽酸鹽雲——也就是氣化了的岩石——還有一層奇特的反射霧霾,這或許能解釋為什麼這顆行星的大氣層沒有完全被恆星輻射剝離。這證明了系外行星的多樣性。它不是「第二個地球」,而是一個地獄般的景象,但對科學研究來說,卻是一個極具價值的地獄。
那麼,這一切對普通人來說意味著什麼呢?人們很容易只把這些影像當作漂亮的燈光。但詹姆斯韋伯太空望遠鏡正在從根本上改寫教科書。它讓我們能夠以前排座位,親眼見證過去只能靠理論推測的過程。
為何這刻如此重要
以下是這些新觀測結果告訴我們,而在六個月前我們還不知道的一些重點:
- 恆星形成是暴烈的:恆星的誕生過程並非溫和地塌縮。它是一場由噴流和衝擊波組成的混亂爆炸,並積極地塑造著行星盤。這意味著我們的太陽,在年輕時很可能也經歷過同樣動盪的時期。
- 大氣多樣性超乎想像:對於像LTT 9779 b這樣的行星,我們現在意識到「大氣層」可以是由沙子和金屬組成的雲。這迫使我們重新定義,在尋找宜居世界時,應該尋找些什麼。
- 前所未有的精確度:我們能夠看到數千光年外恆星周圍的個別塵埃環,這一點不僅僅是「很酷」,更是對我們工具的校準。如果韋伯能看到這些,那麼在我們尚未處理的數據中,還隱藏著什麼其他東西呢?
看到韋伯望遠鏡現在如魚得水,無論是我們最近的恆星搖籃,還是最奇異的系外行星,都在不斷產出突破性的科學成果,這正是我們一直等待的回報。詹姆斯韋伯太空望遠鏡 - 版本 55 - Android 可能是我們用來在手機上觀看這些圖像的工具,但真正的版本——那個遠在百萬英里外的望遠鏡——正在向我們展示,宇宙遠比我們敢於想像的更奇特、更動態,也更美麗。就我個人而言,已經急不及待想看看它下星期又會發現什麼了。