天文在线|人类如何发现首个星系的？也许哈勃望远镜会回答这个问题( 二 )
隐藏在尘埃之中
尽管天文学家研究恒星的形成已经有几十年了 ， 但仍然存在很多疑问 。 部分问题在于 ， 大多数恒星是由分子和尘埃组成的星云 。 尘埃吸收了紫外线和大部分恒星形成时发出的光 ， 使得仅仅依靠哈勃的紫外线和光学仪器难以研究这一过程 。
光的波长越长或越偏红 ， 被吸收的就越少 。 这就是为什么太阳落山时 ， 光线必须穿过长长的布满灰尘的空气 ， 才会呈现红色 。
然而 ， 近红外比红光更容易穿过尘埃 。 NICMOS可以用哈勃望远镜的高质量图像观察恒星形成的区域 ， 以进一步确定恒星形成的细节 。 有个很好的例子就是哈勃所拍摄到的鹰状星云 ， 也被称为“创造之柱” 。
这张光学图像显示了雄伟的柱状物 ， 似乎昭示了巨大空间内恒星的形成 。 然而 ， NICMOS图像显示了一个不同的画面 。 在NICMOS图像中 ， 大多数的柱状物是透明的 ， 并没有恒星形成 。 恒星只是在柱状物顶端形成 。 这些光学柱实质上只是一些空洞的尘埃 ， 反射着附近一组恒星发出的光 。
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可见光下的鹰状星云 。 (图片来源:NASA、ESA和哈勃遗产小组(STScI/AURA))
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在这张哈勃太空望远镜拍摄的图像中是鹰状星云的诞生柱 。 在这里 ， 这些柱子是用红外线拍摄的 ， 红外线穿透了尘埃和气体 ， 展现了一个不那么熟悉——但同样令人惊奇的——柱子的景象 。 (图片来源:NASA,ESA/哈勃和哈勃遗产小组)
红外时代的曙光
当1997年NICMOS被添加到HST时 ， NASA还没有未来红外太空任务的计划 。 当来自NICMOS的结果变得显而易见时 ， 这种情况迅速发生了改变 。 基于来自NICMOS的数据 ， 科学家们了解到宇宙中完全形成的星系存在的时间比预期的要早得多 。 NICMOS的图像也证实了宇宙的膨胀正在加速 ， 而不是像之前认为的那样减速 。 NHDF红外图像之后是2005年的哈勃超深场图像 ， 这进一步体现了近红外成像观测遥远年轻星系的能力 。 因此 ， NASA决定投资詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST) ， 这是一架比HST大得多的望远镜 ， 专门用于红外观测 。
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图解：关于詹姆斯韦伯望远镜的创想 。 图源：sohu
在哈勃望远镜上 ， 一个近红外成像仪被添加到第三代广角相机上 ， 该相机于2009年5月安装 。 这款相机使用了改进型的NICMOS探测器阵列 ， 具有更高的灵敏度和更宽的视野 。 詹姆斯韦伯太空望远镜有更大的版本的NICMOS探测器阵列 ， 比以前的版本有更多的波长覆盖 。
计划于2021年3月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜 ， 以及随后发射的广域红外巡天望远镜 ， 构成了NASA未来太空任务的主体 。 这些程序都是由HST的近红外观测产生的 。 他们最初投资了近红外摄像机和光谱仪 ， 使哈勃望远镜拥有了红外眼睛 。 借助詹姆斯·韦伯太空望远镜 ， 天文学家有望看到宇宙中出现最早的星系 。
作者:RodgerI.Thompson
FY:诺诺
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