快死了!韦伯望远镜,拍到不该存在的宇宙!
2022年,一批天文学家盯着詹姆斯·韦伯太空望远镜传回的数据,陷入了长时间的沉默。屏幕上显示的六个星系,形成于宇宙诞生后5亿年以内,质量规模接近今天的银河系。
问题是,按照沿用了几十年的标准宇宙学模型,那个阶段的宇宙根本没有能力孕育出如此成熟的结构。没有人当场给出解释,因为谁也给不出来。
韦伯望远镜和哈勃望远镜走的是完全不同的技术路线。哈勃捕捉的是人眼可见的可见光波段,而韦伯专攻红外线。宇宙早期诞生的光,经过超过百亿年的空间膨胀,波长被拉伸成红外信号,哈勃对此束手无策,韦伯却是为此量身打造的。
望远镜的主镜面由18片镀金铍金属拼接而成,总直径6.5米,专门用来接收来自宇宙边缘那些极度微弱的红外辐射。
为了让仪器不受自身热量干扰,工程师给韦伯配备了五层隔热遮阳板,铺开面积相当于一整块网球场,把太阳、地球、月球的热辐射全部隔绝在外,核心区域温度稳定维持在接近绝对零度的水平。
这台设备给人类带来的冲击,远不止那几个令理论界头疼的古老星系。2022年8月,NASA宣布了另一项突破:韦伯望远镜通过搭载的近红外摄谱仪,对距地球约700光年的系外行星WASP-39b进行大气层分析,首次在太阳系以外的行星大气中直接确认了二氧化碳的存在。
这项成果发表于学术期刊《自然》。WASP-39b本身是一颗体积庞大、温度极高的气态行星,不具备生命生存的条件,但这次探测的意义在于它验证了韦伯识别行星大气化学成分的实际能力。
研究人员的判断是,如果这套方法在WASP-39b上有效,那么对于那些体积更小、环境更接近地球的系外行星,韦伯同样具备探测氧气、甲烷和水蒸气的潜力。
2025年,韦伯又捕捉到一个编号MoM-z14的星系,光线穿越约135亿年才到达地球,对应宇宙年龄仅有2.8亿年左右的时期,红移值达到14.44,是迄今观测到的最遥远星系之一。
内部恒星数量和结构完整程度,完全超出了学界基于现有模型所能预估的范围。这不是孤例,而是一个越来越难以回避的规律性现象。
韦伯的处境并不宽裕。望远镜被送至距地球150万公里的日地L2拉格朗日点,这个位置让它得以稳定运行,代价是彻底与人类维修能力隔绝。
哈勃出过故障,当年航天飞机还能飞过去修,韦伯所在的位置现有航天器根本无法抵达。2022年已经有微小太空碎片撞击过镜面,留下了永久性损伤。
推进燃料的消耗决定了韦伯的寿命上限,NASA估算最乐观的情况是撑到20年左右,但任何一次零件老化或意外碰撞都可能提前终结这一切。
而就在韦伯望远镜持续传回这些让人应接不暇的数据时,中国正在推进属于自己的下一代空间望远镜项目。中国空间站巡天空间望远镜,简称CSST,于2013年11月正式立项,由中国载人航天工程统筹推进。
CSST的主镜口径与哈勃相当,但视场是哈勃的350倍,这意味着在相同时间内能覆盖的天区面积远超哈勃,适合大范围的宇宙巡查。CSST设计上与中国空间站伴飞,一旦需要维修或更换仪器,可以通过对接空间站来实现,这在工程层面解决了韦伯望远镜最大的软肋。
2026年1月7日,中国科学院国家天文台主办的学术期刊发布了CSST科学数据仿真研究系列成果,清华大学天文系教授李成表示,这标志着数据处理系统核心研发取得了阶段性突破。
韦伯拍下的那些"不该存在"的星系,到现在还没有被完整解释清楚。宇宙早期的演化机制,或许比任何一套现有模型预设的都要复杂。
