韦伯与哈勃的结合：穿越创世之柱的震撼3D之旅

这张图片是"创世之柱"可视化图像中同一画面的可见光和红外光视图的马赛克。哈勃太空望远镜版本（可见光）和韦伯太空望远镜版本（红外光）交替显示了为可视化序列创建的创世之柱三维模型。资料来源：Greg Bacon（STScI）、Ralf Crawford（STScI）、Joseph DePasquale（STScI）、Leah Hustak（STScI）、Christian Nieves（STScI）、Joseph Olmsted（STScI）、Alyssa Pagan（STScI）、Frank Summers（STScI）、NASA's Universe of Learning

来自马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所（STScI）NASA"学习的宇宙"（Universe of Learning）的一个团队，通过结合NASA哈勃（Hubble）和詹姆斯-韦伯（James Webb）太空望远镜的数据，制作出了鹰星云中高耸的"创世之柱"的全新三维可视化图像，令人叹为观止。这是迄今为止关于这些标志性恒星孕育云的最全面、最详细、最多波长的影片。

1995 年，美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜让位于鹰星云中心的创世之柱一举成名，它们以其摄人心魄的空灵之美俘获了全世界的想象力。

现在，美国国家航空航天局（NASA）利用哈勃和詹姆斯-韦伯太空望远镜的数据，发布了关于这些高耸的天体结构的全新三维可视化图像。这是迄今为止关于这些恒星孕育云的最全面、最详细的多波长影片。

位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）的首席可视化科学家弗兰克-萨默斯（Frank Summers）解释说："通过飞过这些天柱并置身其中，观众可以体验到它们的三维结构，并看到它们在哈勃可见光视图与韦伯红外光视图中的不同外观，这种对比有助于他们理解为什么我们有不止一台太空望远镜来观测同一天体的不同方面。"他是美国国家航空航天局"学习的宇宙"电影开发团队的负责人。

四根创世之柱主要由冷氢分子和尘埃构成，正在被附近年轻炽热恒星的狂风和紫外线侵蚀。比太阳系还大的指状结构从创世神柱顶端伸出。在这些指状结构中，可以嵌入胚胎恒星。最高的星柱横跨三光年，相当于太阳和下一颗最近恒星之间距离的四分之三。

影片带领参观者进入石柱的三维结构。这段视频并非艺术诠释，而是基于英国达勒姆大学副教授安娜-麦克劳德（Anna McLeod）领导的一篇科学论文中的观测数据。麦克劳德还担任了项目的科学顾问。

"创世之柱一直是我们想制作的三维作品。韦伯数据与哈勃数据的结合让我们能够看到创世神柱更完整的细节，"STScI的制作负责人格雷格-培根（Greg Bacon）说。"了解科学以及如何以最佳方式表现科学，让我们这个人才济济的小团队能够应对将这一标志性结构可视化的挑战。"

新的可视化技术帮助观众体验世界上最强大的两台太空望远镜是如何协同工作，为天柱提供更复杂、更全面的描述。哈勃看到的是在数千度可见光下发光的物体。韦伯的红外视觉对温度只有几百度的较冷天体很敏感，它能穿透遮蔽的尘埃，看到嵌入星柱中的恒星。

位于华盛顿的美国国家航空航天局总部天体物理学部主任马克-克兰平（Mark Clampin）说："当我们把美国国家航空航天局的太空望远镜在不同波长光线下的观测结果结合起来时，我们就拓宽了对宇宙的认识。创世之柱区域不断为我们提供新的见解，加深了我们对恒星如何形成的理解。现在，通过这一新的可视化技术，每个人都能以全新的方式体验这一丰富迷人的景观。"

该三维可视化视频将与美国国家航空航天局天体物理学任务中的科学和科学家的直接联系与对青少年、家庭和终身学习者观众需求的关注结合在一起。它使观众能够探索科学中的基本问题，体验科学是如何完成的，并亲自发现宇宙。

图像中突出显示了恒星形成的几个阶段。当观众走近中央星柱时，会看到星柱顶端有一颗嵌入其中的幼年原恒星，在红外光下闪烁着耀眼的红光。在左侧星柱顶部附近，是一颗新生恒星喷射出的物质的对角喷流。虽然喷流是恒星诞生的证据，但观众看不到恒星本身。最后，在左侧星柱一根突出的"手指"末端，是一颗炽热的全新恒星。

这张照片展示的是鹰星云中著名的创世之柱的 3D 打印模型。创世之柱可视化中使用的三维雕刻计算机模型被转换成了STL文件格式，并放置在一个圆形底座上，供三维打印机使用。资料来源：Leah Hustak（STScI）、Ralf Crawford（STScI）、NASA's Universe of Learning

这次可视化的附加产品是创世之柱的全新3D 打印模型。可视化中使用的四根支柱的基础模型已被调整为 STL 文件格式，这样观众就可以下载模型文件并用 3D 打印机打印出来。以这种触感和互动的方式来研究这些支柱的结构，为整体体验增添了新的视角和见解。

通过美国国家航空航天局"学习的宇宙"（Universe of Learning）制作的其他产品，如"视空间"（ViewSpace），可以探索星云科学与学习者之间的更多可视化联系。参观者不仅可以观看视频，还可以利用博物馆和天文馆现在提供的互动工具探索太空望远镜拍摄的图像。

美国国家航空航天局的"学习的宇宙"（Universe of Learning）教材是根据美国国家航空航天局授予太空望远镜科学研究所（Space Telescope Science Institute）的编号为 NNX16AC65A 的奖项，与加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院/IPAC、马萨诸塞州剑桥的哈佛和史密森天体物理学中心（Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian）以及加利福尼亚州拉卡纳达弗林特里奇的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）合作编写的。

哈勃太空望远镜于 1990 年发射升空，是天文学史上最重要的仪器之一。哈勃望远镜在距地球约 547 公里的高空环绕地球运行，它不受地球大气层的遮挡，以异常清晰和深邃的视角观察宇宙，彻底改变了我们对宇宙的认识。几十年来，它提供了宝贵的数据和令人惊叹的图像，促成了天体物理学各个领域的重大发现，包括宇宙膨胀率、暗物质的存在以及系外行星的特性。与地面望远镜不同，哈勃可以捕捉紫外线、可见光和近红外线的高分辨率图像，提供天体和现象的全面视图，改变了科学知识和公众对太空探索的兴趣。

2021 年 12 月 25 日发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）代表了太空观测站的下一次飞跃。韦伯望远镜距离地球近 150 万公里，主要用于红外光谱观测宇宙，可以比以往任何时候都更早地观测到宇宙大爆炸之后。这种能力使天文学家能够研究第一批星系、恒星和行星系统的形成。与其前身哈勃太空望远镜相比，韦伯望远镜拥有一整套先进的仪器和更大的主镜，提供了前所未有的分辨率和灵敏度，使其成为探索系外行星大气层和探测可能存在的生命迹象的理想选择。该望远镜位于第二拉格朗日点（L2）的独特位置，使其免受太阳和地球的光和热的影响，确保它能够在观测宇宙时将干扰降到最低。

美国国家航空航天局（NASA）的"学习的宇宙"（Universe of Learning）是一项综合天文学学习和教育计划，它提供资源和体验，帮助受众了解宇宙，同时将他们与美国国家航空航天局（NASA）天体物理学任务的科学和技术联系起来。通过NASA科学任务局、太空望远镜科学研究所、IPAC/加州理工学院、喷气推进实验室和史密森天体物理天文台之间的合作，该计划提供了广泛的材料，包括可视化、互动模拟和教育活动。这些资源旨在让所有年龄段的学习者都参与到科学发现的过程中来，激励下一代天文学家，增进公众对宇宙的了解。

编译自/scitechdaily