在距離地球150萬公里的拉格朗日L2點，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）已平穩運行18個月。這臺耗費30年研發、搭載6.5米直徑主鏡的“太空眼睛”，不僅拍出了宇宙誕生后4億年的星系圖像，更近期的觀測結果正在撼動天文學的根基——它發現123億光年外的早期星系亮度遠超現有理論預測，迫使科學家重新思考宇宙演化模型。

行星“托兒所”里的生命線索

JWST的近紅外光譜儀就像一臺“宇宙化學分析儀”，能通過星光穿過天體時的波長變化，識別其化學成分。今年9月，它在距地球120光年的系外行星K2-18 b大氣中，同時探測到甲烷、二氧化碳和可能的二甲基硫醚——這種物質在地球上僅由生物產生。這顆8.6倍地球質量的行星，被推測擁有覆蓋全球的液態海洋，包裹在氫氣大氣層下。不過科學家強調，這并非“生命證據”，而是“迄今為止最有希望的線索”。

更令人驚訝的發現來自恒星形成的“襁褓”——距地球約400光年的原行星盤。JWST首次在這個極端輻射環境中檢測到水和有機分子，暗示巖石行星（如地球）的形成可能比想象中更普遍。此前，天文學家認為強烈的恒星輻射會“烤干”行星胚胎，而新觀測顯示，水分子可能通過彗星撞擊等方式“補給”年輕行星。

36年懸案告破：超新星遺跡中心藏著中子星

1987年，一顆超新星在大麥哲倫云爆發，成為近400年來最亮的超新星事件（SN 1987A）。哈勃望遠鏡追蹤其遺跡數十年，卻始終無法確定核心殘留物是黑洞還是中子星。JWST的中紅外儀器終于“看清”了關鍵證據：中心區域存在電離氬和硫氣體的特征輻射，這是中子星高速旋轉時加熱周圍物質的“指紋”。

“哈勃擅長拍美圖，而韋伯是‘光譜學大師’。”加州大學圣克魯茲分校名譽教授Garth Illingworth解釋，JWST的紅外靈敏度能穿透塵埃云，捕捉到天體化學組成的細節。這種能力讓它在解開舊謎題的同時，不斷拋出新問題。

宇宙膨脹速度之爭：韋伯為何“站隊”哈勃？

多年來，天文學家對“哈勃常數”——宇宙膨脹速率的測量存在致命分歧：基于宇宙微波背景輻射的測量結果是67.4公里/秒/百萬秒差距，而通過造父變星的測量則是73公里/秒/百萬秒差距。科學界期待JWST的高精度觀測能“一錘定音”，但它的結果卻與哈勃完全一致，讓這場“宇宙拔河賽”陷入僵局。

“這意味著我們可能需要修改標準宇宙模型，比如引入新的暗能量形式。”芝加哥大學教授Wendy Freedman指出，JWST對造父變星的觀測排除了哈勃數據受干擾的可能，暗示現有理論對早期宇宙的描述存在漏洞。更棘手的是，它發現的一批130億年前的星系，亮度比模型預測高10倍，仿佛“提前完成了質量增長任務”。

“過于成功”的煩惱與未來使命

盡管初期遭遇數據處理軟件故障和部分儀器靈敏度下降，JWST的觀測申請通過率仍低至1/9，成為史上“最難申請”的望遠鏡。天文學家正排隊用它研究早期黑洞形成、系外行星大氣結構，甚至模擬“從外星看地球”——計算顯示，若韋伯從銀河系外觀測地球，能檢測到氧氣、甲烷和氟利昂等“生命與文明信號”。

“每一次顛覆認知的觀測，都是科學進步的開始。”羅切斯特理工學院副教授Jeyhan Kartaltepe說。隨著更多數據的積累，這臺“紅外巨獸”或許將揭示更多宇宙的“反常”，倒逼人類改寫教科書。

來源: Engineering