古老星系早熟、行星末日求生、土卫二喷泉巨无霸……
韦布望远镜首次捕捉到此前不可见的恒星诞生区。图片来源：NASA官网
韦布望远镜近红外至中红外波段拍摄的星系图像。图片来源：NASA等机构
【今日视点】
◎本报记者 刘 霞
自2022年7月正式“上岗”以来，美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦布空间望远镜（简称“韦布望远镜”）就像一位不知疲倦的宇宙观察者，持续为人类揭开遥远星空的神秘面纱……
短短3年间，它已捕获约550太字节宇宙数据，催生出1600余篇重磅研究成果。它让无数璀璨星系无所遁形，捕捉到新生恒星从星尘中破茧而出的瞬间，记录了超新星爆发的壮烈余晖，甚至勾勒出完整星系的精妙骨架。更令人惊喜的是，它还为人类重新描绘了太阳系的认知图景。
宇宙演化速度远超想象
韦布望远镜专为观测“宇宙黎明”——宇宙诞生后的最初十亿年而设计，在这段神秘时期内，第一批恒星与星系如晨曦初现，点亮了黑暗的虚空。
韦布望远镜的观测结果令人震撼：它发现了早熟的璀璨星系，即在宇宙大爆炸后仅3亿年，就已存在异常明亮的星系；它发现了“超龄”的黑洞星系，即某些星系中心的黑洞规模远超其年龄应有的水平；它还发现了“婴儿版”银河系——一个年仅6亿岁的年轻星系，竟已具备类似银河系的雏形。更令人惊讶的是，它还发现在宇宙十亿岁时，已有星系停止孕育新恒星，而在短短15亿年内，某些螺旋星系便已演化得如同现代螺旋星系般壮观。
数亿年看似漫长，但若将宇宙138亿年的历史压缩成一年，这些最古老的星系竟在“宇宙年”的头几周就已成熟，迅速催生多代恒星，并用人们现在耳熟能详的碳、氧、铁等元素为宇宙“播种”，可以说宇宙的演化速度远超此前认知。
深空惊现神秘“小红点”
韦布望远镜在浩瀚宇宙中发现了一类奇特的天体——遥远、致密、明亮且呈红色的小型星系群，天文学家形象地称之为“小红点”。
这些神秘天体为何如此明亮又红艳夺目？科学家提出了3种可能性：由异常密集的年轻恒星群照亮，或是被坠入超大质量黑洞的炽热气体所辉映，当然，也可能是这两种机制共同作用的结果。
观测数据显示，这些“小红点”最早出现在宇宙大爆炸后约6亿年，却在不到10亿年后就迅速减少。它们是否已演化成其他形态的天体？若是如此，又是经历了怎样的蜕变历程？韦布望远镜正对“小红点”展开更深入的探索，以揭开这些宇宙“红精灵”的身世之谜。
气态系外巨行星上“气象万千”
哈勃望远镜首次揭开了系外气态巨行星大气层的神秘面纱，而韦布望远镜则将这一领域的研究推向了全新高度。
韦布望远镜在系外气态巨行星大气中发现了前所未有的复杂化学成分，包括硫化氢、氨、二氧化碳、甲烷和二氧化硫。此外，韦布望远镜还观测到了气态巨行星上令人惊叹的气候现象。例如，它在炽热膨胀的WASP-17 b行星大气中，发现了由二氧化硅构成的“雪花”飘落景象；精确测量了WASP-39 b行星晨昏时的温度差异和云层变化。
探测40光年外岩石行星的大气层
探测小型岩石行星稀薄的大气层本是一项近乎不可能的任务，但韦布望远镜凭借其超凡的红外探测能力，成功捕捉到了这些遥远世界最微妙的光线变化。
韦布望远镜已排除多颗岩石行星存在浓厚大气层的可能，并在距地球仅40光年的巨蟹座55e行星上，探测到一氧化碳或二氧化碳痕迹。该行星围绕一颗类日恒星运行，表面最高温度超过2000℃，堪称“超级岩浆世界”。
或书写行星“末日指南”新篇章
当恒星走向生命终点时，会经历一场惊天动地的蜕变。以太阳为例，在数十亿年后它将膨胀为一颗红巨星，其体积足以吞噬系内行星。最终，它会抖落外层物质，留下炙热致密的白矮星残骸。
韦布望远镜可能探测到了围绕白矮星运行的行星候选体。若这些观测获得证实，将证明行星能在恒星“死亡”后继续存在，这些“幸存者”将围绕缓慢冷却的恒星残骸运行。
揭示土卫二水柱规模
在太阳系众多冰封的海洋星球中，土卫二堪称最令人着迷的存在。NASA的“卡西尼”号探测器曾首次捕捉到其南极喷发的神秘水柱，但直到韦布望远镜的再次观测，人类才真正见识到这一奇观的惊人规模。
观测结果显示，水柱是一团直径超过9600公里的巨型云层，其直径相当于土卫二直径的20倍。这些喷发物质扩散成环绕土星的巨大水环，范围远超传统望远镜可见的土星环系统。只有少量水融入土星环，大部分水扩散至整个土星系，甚至降落到土星大气层。
韦布望远镜带给人们的这些惊人发现，仅仅是揭开宇宙奥秘的第一篇章。科学家预计，这台望远镜携带的燃料足以支持其继续工作20年以上，这意味着人们将有机会探索更多宇宙之谜。
