自2021年圣诞节发射以来，詹姆斯·韦伯太空望远镜年复一年地证明了自己的价值。2024年也不例外。以下是超级强大的望远镜重塑我们对宇宙认识的五个例子。
詹姆斯·韦伯望远镜的设计部分是为了寻找宇宙中的第一批星系。这些星系离我们如此遥远，以至于宇宙的膨胀使它们发出的光变成了电磁波谱中较红的部分，即红外部分。
天文学家利用天文台来寻找那些古老的星系，他们一次又一次地发现，这些星系比我们预期的更大、更亮。关键在于我们对星系形成的理解。早期的宇宙似乎比我们想象的要活跃得多。
星系的出现和成长非常迅速，仅在几亿年内。宇宙学家不明白星系成长的过程是如何如此迅速地演变的，天文学家希望未来詹姆斯·韦伯望远镜的观测将揭示解开这个谜题所需的线索。
JWST今年发现了一些巨大的黑洞。今年5月，天文学家目睹了两个巨大的庞然大物，它们的质量都大约是太阳的5000万倍，当时宇宙大约有7.4亿年的历史。
早期宇宙中的大黑洞比大星系更难解释。这是因为黑洞形成的唯一已知方式是大质量恒星的死亡，而大质量恒星的死亡留下的黑洞质量是太阳的几倍。从那里开始，这些微小的种子必须以惊人的速度消耗周围的物质，并非常频繁地合并，才能在如此早期的宇宙年龄达到超大质量的状态。
天文学家不知道什么天体物理过程可以解释这些黑洞是如何在这么早的时候变得如此之大的，但JWST也可以帮助回答这个问题。
在过去的十年里，宇宙学家因一个被称为哈勃张力的问题而失眠。用不同的方法来估计当今宇宙的膨胀率，即哈勃速率或哈勃常数，得到的结果略有不同。
主要的区别在于，早期宇宙的测量值略大于后期宇宙的测量值。为了解决这种矛盾，天文学家们提出了数百个建议，从普通的测量误差到改写我们对暗能量的理解。
在这个时候，没有普遍接受的解释紧张。今年，詹姆斯·韦伯望远镜在证实了是的，弗吉尼亚，哈勃望远镜的张力是真实存在的之后也没有帮助。所以…谢谢?
正如我们所知，生命至少需要五种关键成分：氢、氧、碳、氮和磷。少了一个，使生命得以存在的基本生化过程就会停止。氢是在大爆炸的最初几分钟里形成的。剩下的只能在星星的心中完成。这些成分只有在恒星死亡后才能进入星际空间，在那里它们可以参与新恒星和新太阳系的形成。
像地球这样的行星，这些元素丰富到足以让生命存在，是数十亿年来恒星生命和死亡的多代产物。因此，当天文学家使用詹姆斯·韦伯望远镜发现宇宙大爆炸后仅3.5亿年形成的碳云时，着实让人大吃一惊。
这将时间推回到生命最初可能在宇宙中出现的时间。如果云中存在大量的碳，那么其他关键成分也可能漂浮在周围。所有这些元素都可以在宇宙诞生5亿年前形成一颗行星。我们还不知道当时是否有生命存在，但这一发现为生命存在的可能性提供了重要线索。
詹姆斯·韦伯望远镜是创造第一的工具：第一个星系，第一个黑洞，第一个生命的基石。但真正的宇宙圣杯是找到第一批恒星。在天文学的特殊命名法中，第一代恒星被称为第三星族恒星。在今天的宇宙中没有已知的第三星族恒星，天文学家怀疑那一代的恒星寿命不长。
这些恒星将与现代恒星大不相同，后者需要更重的元素来缓和它们的聚变反应。但第一代只有原始的氢和氦可供研究。这些恒星甚至在第一个星系形成之前就形成了，它们带来了宇宙的黎明——宇宙的第一束星光。
发现第一批恒星将具有里程碑意义，今年，天文学家可能已经做到了。研究人员在来自GN-z11星系的联合光线中发现了III星族恒星的微妙迹象，这个星系生活在宇宙大爆炸后4.3亿年。尽管这个星系在第一批恒星出现后很久就存在了，但它可能保留了那些古老的闪光物的残余种群。这一发现仍是初步的，但如果它能得到证实，它可能会作为詹姆斯·韦伯望远镜最重要的发现而载入史册。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜
