韋伯v.s哈伯，新舊圖像做比較見識韋伯望遠鏡強大之處

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我們已經看到 NASA 新天空之眼「詹姆斯‧韋伯望遠鏡」的第一批科學圖像，但沒有前身照片做比較，可能不好難理解這一成就有多好，以下是韋伯太空望遠鏡與哈伯太空望遠鏡拍攝相同地區的新舊圖像對比。

科學界一直在討論韋伯太空望遠鏡（Webb）於 7 月 12 日釋出的數張新圖像，如果你看完後安靜地思考「這有什麼厲害的嗎？」也沒關係，畢竟這幾十年來，我們已經習慣那些令人驚嘆的宇宙美照，乍看之下多數人對韋伯望遠鏡新圖像不會產生多大的心情波動，直到它們被放在過去相同地區的舊圖像旁邊，你才會發覺技術之進步。

米斯特拉爾星雲
米斯特拉爾星雲（編號：NGC 3324）是一個位於船底座的疏散星團，距離地球約 7,600 光年，在韋伯太空望遠鏡的紅外波段拍攝下首次顯露以前不可見的恆星誕生區域，許多嬰兒恆星在過去從未看見過；畫面中看起來有如山脈的熱塵埃氣體雲約延伸 7 光年遠。

在韋伯望遠鏡的中紅外成像-光譜儀（MIRI）眼中，年輕恆星與周遭原行星盤閃耀著明亮光芒，呈現出粉紅色與紅色，還看見嵌入塵埃中的結構。

                               
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▲ 米斯特拉爾星雲的新舊圖像比較，上圖為哈伯望遠鏡所攝，下圖為韋伯望遠鏡拍攝。（Source：NASA、NASA）

南環狀星雲
南環狀星雲（編號：NGC 3132）也稱八裂星雲，距地球約 2,500 光年，已存在船帆座內數萬年，位於星雲中心的垂死恆星這些年來一直往四面八方排出氣體與塵埃雲，當恆星噴出物質外殼時，塵埃與分子在其中形成，最終擴展成所謂的星際介質。由於塵埃壽命很長，最後它們會穿越太空並融入新的恆星或行星中。

韋伯望遠鏡的紅外圖像展示出南環狀星雲複雜系統的新細節。近紅外相機（NIRCam）拍攝的圖像可見恆星與光層非常突出，而中紅外成像-光譜儀（MIRI）拍攝的圖像首度顯出被塵埃包圍的另一顆恆星。

                               
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▲ 南環狀星雲新舊圖比較，上圖為哈伯太空望遠鏡所攝，下兩圖為韋伯太空望遠鏡 2 台相機所攝。（Source：NASA、NASA）

史蒂芬五重星系
史蒂芬五重星系（Stephan’s Quintet）是由視線中 5 個星系組成的星系群，其中 4 個在物理上具關聯性，未來很可能合併成 1 個超星系；螺旋星系 NGC 7320 實際上是「假成員」，距離其他星系很遠，只是剛好位於同一片天空區域。

韋伯望遠鏡比以往都還更詳細對 5 個星系成像，每個星系中心都可以看到亮點，代表著超大質量黑洞吞噬塵埃和氣體。新圖像也揭示當星系開始合併時氣體的流動，同時新圖像由將近 1,000 個文件組成的馬賽克圖像收集成超過 1.5 億像素的圖像，覆蓋面積約為月球直徑的五分之一。

最引人注目的是星系 NGC 7318B 穿過星團時，韋伯望遠鏡捕捉到巨大的衝擊波。

                               
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▲ 史蒂芬五重星系，左邊為哈伯望遠鏡所攝，右邊為韋伯望遠鏡所攝。（Source：ESA、NASA）

星系團 SMACS 0723
星系團 SMACS 0723 是韋伯望遠鏡第一張深視場圖像，比哈伯望遠鏡更深入觀察遙遠時空。舊哈伯圖像能看見許多恆星與星系，但光芒微弱，相對之下韋伯圖像的恆星與星系光芒四射，揭露許多隱藏結構，尤其是顯現較紅的更遙遠星系，有許多甚至超出哈伯望遠鏡的觀測範圍。

此外，新圖像也顯現出更清晰的重力透鏡效應，於畫面中心可以看到一個圓形光暈，韋伯望遠鏡就是利用這種效應才能看得比其他望遠鏡還要遠。這張照片哈伯望遠鏡無法與之比較。

                               
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▲ 韋伯太空望遠鏡的第一張深視場圖像：星系團 SMACS 0723。

精確觀察系外行星大氣
系外行星在宇宙探索中仍是一大難關，因為它們非常小、光芒又弱，雖然可利用徑向速度法和淩日法推出它們的質量、軌道等特徵，但想進一步對行星大氣甚至地表成像便難上加難。

韋伯望遠鏡結合了超巨大鏡面與先進精密儀器，得到迄今為止最詳細的系外行星大氣測量結果，在距離 1,150 光年外的氣態巨行星 WASP-96 b 大氣中捕捉到水分子獨特特徵，還有雲及霧霾的證據，在搜索適居帶行星方面帶來巨大技術飛躍。

                               
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▲ 韋伯望遠鏡測量到系外行星 WASP-96 b 獨特水分子特徵。（Source：NASA）