美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜联合研究了一个名为 MACS0416 的广阔星系团。由此产生的全色图像结合了可见光和红外光，是迄今为止拍摄到的最全面的宇宙景观之一。MACS0416 距地球约 43 亿光年，是一对相互碰撞的星系团，它们最终将结合成一个更大的星系团。

这幅星系团MACS0416的全色视图是将NASA詹姆斯-韦伯太空望远镜的红外观测数据与NASA哈勃太空望远镜的可见光数据结合在一起制作而成的。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Jose M. Diego（IFCA）、Jordan C. J. D'Silva（UWA）、Anton M. Koekemoer（STScI）、Jake Summers（ASU）、Rogier Windhorst（ASU）、Haojing Yan（密苏里大学）

这幅图像揭示了大量的细节，只有将两台太空望远镜的威力结合起来才有可能实现。其中包括星团外的大量星系和随时间变化的星源，这可能是由于引力透镜--来自遥远背景源的光的扭曲和放大造成的。

这个星系团是2014年启动的一项雄心勃勃的哈勃合作计划 - "前沿领域"所提供的一组前所未有的超深度宇宙视图中的第一个。哈勃率先发现了一些最暗淡、最年轻的星系。韦伯的红外视图通过其红外视野深入到更远的早期宇宙，大大加强了这一深度观测。

亚利桑那州立大学的罗吉尔-温德霍斯特（Rogier Windhorst）说："我们正在哈勃的遗产基础上，向更远的距离和更暗的天体推进。"温德霍斯特是PEARLS计划（Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science）的首席研究员，该计划负责韦伯望远镜的观测工作。

哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）用光学光（左）和詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）用红外光（右）看到的星系团 MACS0416 的并排对比显示了不同的细节。两幅图像都显示了数百个星系，然而，韦伯图像显示的星系在哈勃图像中是看不到的，或者只能勉强看到。这是因为韦伯的红外视觉可以探测到太遥远或尘埃太多的星系，哈勃无法看到。(由于宇宙的膨胀，来自遥远星系的光线会发生红移）。韦伯的总曝光时间约为 22 小时，而哈勃图像的曝光时间为 122 小时。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI

了解图像颜色和科学目标

为了制作图像，一般来说，最短波长的光用蓝色编码，最长波长的光用红色编码，中间波长的光用绿色编码。波长范围从 0.4 微米到 5 微米，产生的星系景观特别生动。

这些颜色提供了星系距离的线索： 最蓝的星系相对较近，通常显示出密集的恒星形成，这一点哈勃望远镜探测到的最为明显；而较红的星系往往距离较远，韦伯望远镜就探测到了这一点。有些星系看起来非常红，这是因为它们含有大量的宇宙尘埃，这些尘埃往往会吸收较蓝颜色的星光。

只有将韦伯数据与哈勃数据结合起来，整个画面才会变得清晰。

虽然新的韦伯观测数据为这一美学观点做出了贡献，但它们也是为了特定的科学目的而拍摄的。研究小组将他们的三次观测（每次观测相隔数周）与 CANUCS（加拿大 NIRISS 无偏星团巡天）研究小组的第四次观测相结合。目的是寻找观测亮度随时间变化的天体，即所谓的瞬变天体。

他们在整个视场中发现了 14 个这样的瞬变体。其中 12 个瞬变体位于三个被引力透镜高度放大的星系中，很可能是短暂被高度放大的单个恒星或多星系统。其余两个瞬态位于放大率较适中的背景星系中，很可能是超新星。

"我们称MACS0416为圣诞树星系团，因为它色彩斑斓，也因为我们在其中发现了这些闪烁的灯光。我们到处都能看到瞬变现象，"哥伦比亚密苏里大学的 Haojing Yan 说，他是一篇描述科学成果的论文的第一作者。

在相对较短的观测时间内发现如此多的瞬变现象表明，天文学家可以通过韦伯望远镜的定期监测，在这个星团和其他类似星团中发现更多的瞬变现象。

在研究小组发现的瞬态天体中，有一个特别引人注目。它位于宇宙大爆炸后大约 30 亿年的一个星系中，被放大了至少 4000 倍。研究小组给这个恒星系统起了个绰号叫"飞蛾"（Mothra），意在向它的"怪物本性"致敬，因为它既非常明亮，又被极度放大。这颗恒星与研究人员之前发现的另一颗绰号为"哥斯拉"的透镜状恒星一样。(哥斯拉和蛾摩拉都是日本电影中被称为"怪兽"的巨型怪兽）。

这张星系团 MACS0416 的图像突出显示了一个特殊的引力透镜背景星系，它存在于宇宙大爆炸后大约 30 亿年。该星系包含一个瞬态天体，即观测亮度随时间变化的天体，科学小组将其昵称为 "飞蛾"。飞蛾 "是一颗被放大了至少 4000 倍的恒星。研究小组认为，"飞蛾 "不仅受到了MACS0416星系团引力的放大，还受到了一个被称为 "毫透镜 "的物体的放大，这个物体的重量可能与一个球状星团相当。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Jose M. Diego（IFCA）、Jordan C. J. D'Silva（UWA）、Anton M. Koekemoer（STScI）、Jake Summers（ASU）、Rogier Windhorst（ASU）、Haojing Yan（密苏里大学）

有趣的是，在九年前拍摄的哈勃观测数据中也能看到"飞蛾"。这很不寻常，因为要将一颗恒星放大到如此之大，需要前景星系团和背景恒星之间有一个非常特殊的排列。恒星和星系团的相互运动最终应该会消除这种排列。

最有可能的解释是，前景星系团中还有一个额外的天体在增加放大倍数。研究小组能够将其质量控制在太阳质量的 10,000 到 100 万倍之间。然而，这个所谓的"毫透镜"的确切性质仍然未知。

由哈勃的 ACS 和 WFC3 以可见光拍摄，以及由韦伯的 NIRCam 以红外光拍摄的星系团 MACS0416 的图像，并附有罗盘箭头、比例尺和参考色键。向北和向东的罗盘箭头表示图像在天空中的方位。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上往下看），天空中的北方和东方之间的关系（从下往上看）是颠倒的。刻度线以弧分为单位，弧分在天空中的角度相当于一度的六十分之一。(整幅图像的宽度约为 2.2 弧分。这幅图像显示的是转化为颜色的可见光和近红外线波长。色键显示了收集光线时使用的哈勃 ACS 和 WFC3 以及 Webb NIRCam 滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的光线的可见光颜色。
资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Jose M. Diego（IFCA）、Jordan C. J. D'Silva（UWA）、Anton M. Koekemoer（STScI）、Jake Summers（ASU）、Rogier Windhorst（ASU）、Haojing Yan（密苏里大学）

"最有可能的解释是一个球状星团，它太暗了，韦伯无法直接看到，"详细介绍这一发现的论文的第一作者、西班牙坎塔布里亚科学研究所的何塞-迭戈（Jose Diego）说。"但我们还不知道这个额外透镜的真实性质。"

Yan等人的论文已被接受发表在《天体物理学报》上。Diego 等人的论文发表在《天文学与天体物理学》上。