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世界最先进望远镜——韦伯，要来到马来西亚啦！

韦伯是什么？如果你是天文学迷的话，你一定还记得去年的盛事，那就是韦伯望远镜成功升空，成为天文界最新的宠儿。比起勤勤恳恳工作数十载的哈勃望远镜，韦伯望远镜更具优势，笔者也就不跟大家哈拉，上来直接给你们硬核的。韦伯的半径是哈勃的3倍。因为采光的速率和镜面的面积成正比，所以韦伯的效率约为哈勃望远镜的10倍，即一个哈勃需要花10年去干的活，韦伯只需要一年就“搞定”。更重要的是，哈勃主要的观测波段是紫外线和可见光，而韦伯观测波长较长的红外线。韦伯当初设计时采取红外观测的主要考量，就包括了目前天文界比较火爆的两个课题——寻找太阳系外的生命，和寻找最古老的星系。寻找系外生命关于前者，天文界寻找外星文明的主要手段是仔细刻画太阳系外行星（简称系外行星）的大气——看看那些类似地球的行星中有没有一些有机气体和水分。而韦伯在这里发挥的作用是巨大的。要知道水分在大气中主要“发光”的波段为红外线，但是地球的大气水分同时也大量地吸收红外线，所以地球上的天文仪器很难去捕捉系外行星红外的波段。由于韦伯发射在地球之外，不会被地球大气所“蒙蔽”，因此也成为了少数可以去研究系外行星大气的仪器。而现在实测下来也确实如此。要知道当初韦伯的第一次成果发表会，NASA发了5个结果 “秀秀肌肉”，就展示了韦伯能够精确无误探测到系外行星的水气。当然了，那个结果并不意外，因为我们之前就通过一些手段知道该行星是有水分的，不过因为那个行星并不在适合生命发生的宜居带，所以这个结果也只是实测一下韦伯的能力。但即便如此，笔者当初在线上观看这个“直播”时也是被震掉了一个下巴。依韦伯的这个实力，估计找到在宜居带且有水分和有机气体的行星也就是10年以内的事了。寻找最古老的星系不过除了寻找系外生命，韦伯的另一个主要突破点，如上所说，是寻找宇宙中最古老的星系。这里请跟随笔者一个比较绕的逻辑链。宇宙里最古老的星系也是离我们最远的星系，这是因为光“只能”以光速传播。比如说，太阳离我们有大概8“光分”，即光需要8分钟才能从太阳抵达地球。但是换一个说法，我们现在看到的太阳并不是现在的太阳，而是8分钟前的太阳（是的，如果太阳现在爆炸了，你还有8分钟能活）。以此类推，如果一个星系离我们130亿光年，它们的光在宇宙中传播了约130亿年（这里稍微不准确，应为精确的算法还需要涉及宇宙的膨胀）才抵达我们，也就是说我们现在接受到的关于这些星系的照片，是宇宙130亿年前的情况。简单扼要地说，只要找到越远的星系，他们对应的也是最古老的星系。可是如何找到这些遥远的星系呢？这里，宇宙的膨胀又帮上了一个大忙。由于宇宙一直在膨胀，因此当光运行的时候，它们也会不断地被时空拉长——可见光会被“拉扯”成红外线。而因为越遥远的星系的光要运行得更久，一般的星系发射的光大部分都在可见光的波段，所以如果它们是遥远的星系，它们现在就会呈现成一个主要在红外波段发光的天体。笔者绕了九转十八弯，简单扼要地说，只要我们能找到在韦伯（红外线）能观测到，而比如说哈勃（可见光）又看不见的星系，这些都有可能是最古老星系。韦伯的意外发现在韦伯还没发射前，透过哈勃我们知道的最古老的星系约为宇宙大爆炸后4亿年的星系，而且就只有一个。而韦伯发射后，天文圈的“考古队”真是内卷得不可开交。就一两周的时间，多个团队陆续发表已搜索到“一打”比5亿年还年轻的星系，而且刷新了之前的纪录。现在最古老的星系约为3亿年。笔者的一些同事都是没日没夜地卷。这样刷榜可能看起来没什么营养，但其实不然。这个发现可以说是天文界的一个震撼弹，笔者这里震掉的就不止一个下巴了。天文圈之前虽然知道韦伯必然能超越哈勃找到更古老的星系，但这个成群的发现其实是远超乎预期的，主要因为宇宙这么早期就出现“星系婴儿潮”实际上违背天文其他的一些观测，比如说所谓的宇宙再电离现象。简单说，如果有大量的早期星系，他们的辐射应该会将宇宙早期的气体（比诺兰更高级的“Intergalactic” medium) 造成一定的影响，而这个和现在对于再电离的研究还是有点分歧的，因此韦伯前几个月的观测迫使了天文学家再次审视关于星系形成和演化的理论。韦伯真的要來了说到这里，就要回到笔者的标题党。不说你不知道，一说你吓一跳。笔者将在吉隆坡（2月6日到10日）组织第一次，由国际天文学联合会（International Astronomical Union, IAU）冠名的天文会议（详情浏览 jwstmalaysia.com）。这项会议将迎来许多天文界国际大腕，重点讨论韦伯的发现和关于古老星系的形成，届时将有八十多个演讲和170个与会者。这项会议也是IAU第一次在马来西亚的会议，上一次IAU在东南亚的会议还得追溯到30年前在印尼的会议了。虽然这个会议的对象是天文界的科研工作者，不过为了让民众共襄盛举，我们也特别邀请3位天文界大腕在2月8日（星期三）下午两点半，在马来亚大学公开演讲，这场活动免费且完全对外公开，不管你是男女老少，懂不懂天文，爱不爱天文，都欢迎前来感受天文的美。有兴趣的人请到jwstmalaysia.com点击“Public Talk” 登记。号外笔者两年前还常常在星洲日报《活力副刊》和大家聊天文，本以为休息一段时间后再执笔，可是这两年一直都搁着，因为工作确实比较忙，要带十多人的科研小组，还要写企划书找经费写得头顶冒烟，以及组织这个会议（其实还有一个同其他大马天文学家组织的2023年全球大马天文学家大会GMAC），搞得笔者这两年都一直处在爆肝状态，所以就没更新专栏。不过，如果这次在吉隆坡的天文会议能够点燃大家对于大自然的兴趣，那已足矣。作者丁源森现任澳洲国立大学天文系与电脑科学系副教授，主要研究方向为人工智能在天文中的应用。他是吉隆坡中华独中校友，2017年哈佛大学天文系博士毕业，后为NASA哈勃学者、普林斯顿大学及普利斯顿高等研究院博士后研究员。更多文章：【研究故事】利用真菌修复被污染的土壤 2青年为少数民族室内设计夺金奖 2022年USAHA TEGAS文化遗产美术赛：学生结合经验及想法，画出独有文遗创作绘画，是21岁的她在俗世中唯一念想

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