放大太空中的任意一塊空間，都會發(fā)現(xiàn)其間布滿了各種遙遠(yuǎn)的星系。如今，美國宇航局(NASA)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)拍攝的首張宇宙深場影像圖，成為迄今最深、最清晰的遙遠(yuǎn)宇宙紅外圖像，并向人們展示了許多前所未見的星系。只要JWST繼續(xù)提高其觀測極限，這一紀(jì)錄可能不久就會被打破。

JWST于2021年底發(fā)射，并于2022年初抵達(dá)其環(huán)繞太陽運(yùn)行的最終軌道。其拍攝的第一批高質(zhì)量、可用于科學(xué)研究的圖像已經(jīng)傳回地球。在7月11日于白宮舉行的新聞發(fā)布會上，美國總統(tǒng)拜登公布了首張圖像，另外4張將陸續(xù)發(fā)布。

JWST首張圖像的拍攝對象是被稱為SMACS 0723的空間區(qū)域，該區(qū)域存在引力透鏡效應(yīng)。

所謂引力透鏡效應(yīng)，是指一個相對靠近地球的巨大天體如同放大鏡般扭曲空間，并拉伸其后的任何天體發(fā)出的光。SMACS 0723的效應(yīng)尤為強(qiáng)大，因?yàn)樗浇奶祗w作為透鏡扭曲的不只是一個星系的時空，而是一大團(tuán)星系。

在圖像邊緣，可以看見一些小斑點(diǎn)和條紋，那是遙遠(yuǎn)的、極其微弱的星系的身影，其中一些可能是有史以來發(fā)現(xiàn)的最早形成的星系，可以追溯到130億年前，乃至138億年前形成宇宙的大爆炸。

在JWST投入使用前，這些星系很難被觀測到，部分原因是宇宙膨脹，離地球越遠(yuǎn)的天體“逃逸”得越快，這種運(yùn)動使它們發(fā)出的光越來越紅。另外部分原因是，JWST的前身哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，主要觀測可見波長的光。但在紅外波段進(jìn)行觀測的JWST則不同，它能夠發(fā)現(xiàn)那些哈勃空間望遠(yuǎn)鏡無法觀測到的天體。

JWST在光譜學(xué)領(lǐng)域見長，可以研究不同波長的光如何與物質(zhì)相互作用。JWST產(chǎn)生的天體紅外光譜可以揭示這些天體的化學(xué)成分，這是單純的圖像無法做到的。

“我們認(rèn)為原始物質(zhì)形成遙遠(yuǎn)宇宙天體的方式非常不同，但我們此前從未真正觀察過。”英國薩塞克斯大學(xué)的Stephen Wilkins說，“那里有很多我們一無所知的關(guān)鍵物理學(xué)問題。”

此外，了解這些早期恒星和星系的形成有助于解開超大質(zhì)量黑洞“種子”的謎團(tuán)。