「出品」的是「科普中国」呢。
监制这事儿呢，归中国科普博览管。
2022年7月12日啊，韦布空间望远镜（就是那个James Webb Space Telescope，在这儿咱们就简称为「韦布」）把第一批全彩色的照片给发出来了。嘿，您猜怎么着，在有些图像上啊，居然出现了长着八个角的像「星星」的玩意儿。
韦布咋就拍出那种八角星了呢？韦布照片里的八角星全是恒星吗？为啥不同波长图像里芒角明显的程度不一样呢？得嘞，现在咱就去把这些问题的答案扒拉出来。
一、韦布咋就拍出八角星来了呢？
八角星那八个芒角啊，是光衍射闹出来的。啥叫光的衍射呢？就是光会绕着障碍物传播这么个事儿。在反射望远镜里，主镜面负责把星光反射到副镜面，副镜面接着把光反射一下，再传给探测器或者相机，也可能是第三个镜面。实际用望远镜观测的时候，主镜面自个儿和副镜的支架都会弄出衍射现象来。
主镜面边缘会引起衍射呢，这衍射图案啊，就由边缘形状说了算，衍射光的方向和边缘是垂直的。要是主镜面是个N边形，那衍射光就分别垂直于它的N条边，到了主焦面的时候，中心一重合，就整出N对（也就是2N个）芒角来。要是这个N边形是正的，N为偶数的时候呢，这N对芒角就重叠成N/2对（也就是N个）了；N要是奇数呢，这N对芒角谁也不挨着谁，还就是N对（2N个）。主镜面要是圆形的，这就相当于有无数条边了，那衍射芒角就沿着半径朝外走，各个方向都有，最后就弄出同心衍射圆环了，芒角也就不显示了。
光打在副镜支架上的时候，那也是会有衍射现象出现的。要是副镜面的支架有N条边呢，就会弄出垂直于边儿的衍射光来，这光经过主焦面以后啊，就会形成N对（也就是2N个）芒角。只要支架里有某两条边在主镜上的投影是在同一条直线上或者是平行的，那对应的芒角就会叠在一块儿，这么一来芒角的数目就少喽，就像下面这图似的。
副镜支架的位形要是不一样啊，那芒角的形状和数目也就跟着不一样喽。看左边，那是支架的示意图，再瞅第二列，是成对冒出来的芒角；第三列呢，是进了主焦面之后的芒角，最右边就是芒角形成的图案啦。图片是从NASA、ESA、CSA、Leah Hustak (STScI)、Joseph DePasquale (STScI)这儿来的。
主镜形状不一样，副镜支架也不同，这么一组合啊，衍射芒角的形态就各有各的样儿了。就拿大名鼎鼎的哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，下面咱们就简称为「哈勃」）来说吧。哈勃的主镜是圆不溜秋的，支架呢，是十字型的四条边。这么一来，它形成的衍射图案就是同心圆环上还叠加着四个芒角，就像下面哈勃拍的天狼星图像那样。
哈勃的WFPC2在2003年10月15日给天狼星（图里那个大的白圆）和天狼星B（左下角那个小白点）拍了张照片。为了把天狼星B给排除掉，这照片曝光过度了，结果主镜的衍射环那叫一个明显。那4个芒角啊，是支架衍射闹的。图片是从NASA、ESA、H. Bond（空间望远镜科学研究所）和M. Barstow（莱斯特大学）那儿来的。
韦布那主镜面啊，是好多块六边形的镜面一块一块拼起来的。副镜面的支架呢，不多不少正好有3条边，就像下面图里画的那样子。
韦布的主镜长啥样，副镜支架又是啥模样呢？左边这个是侧视图，右边的则是正视图。图的来源是NASA、ESA、CSA、Leah Hustak（STScI）、Joseph DePasquale（STScI）。
这么着，韦布那主镜面呢，能弄出6个长长的芒角，支架再整出6个短短的芒角，加一块儿就是12个芒角。可专家们挺有招儿，把角度给设计了一下，让副镜面支架弄出来的4个短芒角和主镜面弄出来的4个长芒角摞一块儿，这么一弄啊，就只能瞧见6个长的和2个短的，总共8个芒角了。
韦布那主镜能弄出6个长长的芒角，副镜呢，能弄出6个短短的芒角。副镜弄出来的芒角里有4个和主镜的4个是重叠的，这么一来，总体上就显出来8个芒角啦，其中6个长的，2个短的。图片是从NASA、ESA、CSA、Leah Hustak（STScI）、Joseph DePasquale（STScI）那儿来的。
韦布拍出了船底座星云中NGC 3324的全彩图。嘿，图里有个带着八角芒的天体，那可是银河系里的恒星呢。图片是从NASA、ESA、CSA和STScI来的。
就那些瞅着特别亮的点状天体才会冒出来芒角呢。能在望远镜里显得倍儿亮的天体，那银河系里的恒星肯定得排头一个啊。说真的，韦布拍的深场图、南环状星云、「斯蒂芬五重奏」还有船底座星云里的那些八角星，绝大多数可都是银河系里的天体。
二、韦布照片里那些八角星全都是恒星吗？
答案可不是肯定的哦。之前咱们就提到过，银河系里的恒星占了绝大多数带芒角的点状源。为啥强调「绝大多数」呢？因为有特殊情况啊——有些八角星是别的天体呢。
韦布拍到的NGC 7319，就在「斯蒂芬五重奏」图像最上头那儿，它的核心可算是个反例呢。这家伙的中红外图像上，明晃晃地有个八角芒，可它不是星星，是个贼亮的活动星系核。
韦布拍到了「斯蒂芬五重奏」呢。左边是近红外相机弄出来的近红外图像，右边是MIRI拍的中红外图像。在中红外图像里呀，位于最上头的NGC 7319的核心，明晃晃地显出个八角芒来。图片是从NASA、ESA、CSA、STScI来的哦。
NGC 7319核心那儿有老强烈的中红外辐射呢，这就表明啊，它核心的外围那是有好多尘埃的。这些尘埃啊，多多少少把核心区域发出的贼强的紫外线、可见光还有近红外线给遮上了。这尘埃呢，被紫外线和可见光一加热，温度就上去了，然后就发出老强烈的中红外辐射喽。
活动星系核可比星系小老多了。要是它们亮得不像话，在老远老远的地方瞅过去，就跟亮闪闪的恒星似的。拿好些望远镜去拍它们的时候，还能拍出芒角来呢。韦布拍的NGC 7319核心的中红外图像里有八角芒，就是这么个情况。
得说一下啊，在韦布之前呢，早有其他望远镜拍到过一些贼亮的活动星系核了，那些星系核的衍射芒角也特别明显。就像下边这图里哈勃拍的类星体3C273，这可是活动星系核里最亮的那种呢，它就有很明显的四角芒，这就是个例子嘛。
哈勃的WFPC2拍出的类星体3C273（就在图中间待着呢）的可见光图像，那环状衍射图案和四角芒明显得很。3C273可是人类发现的头一个类星体哦。 图片来源：ESA/Hubble & NASA
活动星系核那老大的亮度啊，以前可一直是个谜呢。不过呢，这几十年的研究啊，在理论上差不多有个共同的看法了：活动星系核核心的正中间有个超级大的黑洞，黑洞周边的那些气体和尘埃啊，就绕着黑洞一个劲儿地往下落，这么着就形成了个「吸积盘」。这吸积盘里的东西往黑洞落的时候呢，会把自个儿引力势能的一部分转变成内能，然后自个儿的温度就噌噌往上升，发出特别亮堂的紫外光、可见光还有红外辐射。那紫外线和可见光把周围的尘埃给烤热乎了，这尘埃就主要发出红外线辐射了。
这有个活动星系核的结构示意图呢。您瞧，正中间那小黑点就是黑洞（Black Hole），黑洞边上有个盘，那叫吸积盘(Accretion Disk)，再往外的那个环（Torus）啊，是由气体和尘埃组成的。这图是从NASA来的。
活动星系核周围的尘埃啊，常常是环状的呢。要是观测者和活动星系核之间，正好被那尘埃环给挡住了，活动星系核吸积盘发出的贼亮的光就被遮得严严实实的。这时候啊，尘埃环自个儿的中红外辐射就显得比较扎眼喽。
韦布在中红外这块的探测能力那可是相当出色，所以在研究活动星系核外围那些尘埃的时候，它有着独一无二的优势。研究这些尘埃发出的中红外辐射呢，对人们搞清楚活动星系核里尘埃的物理性质，甚至尘埃环的几何位形，都特别重要。
活动星系核里啊，黑洞和吸积盘凑一块儿弄出来的那个系统，还能往外发射喷流（jet）呢。这喷流啊，它是垂直于吸积盘方向的，那速度快得都快赶上真空中的光速了，喷流里头还会产生不老少射电辐射。可话又说回来，不是所有活动星系核都能产生喷流的，就拿前面提到的类星体3C 273来说，在它的图里，中心左上的那个条状物，就是它发出来的一条喷流。
三、哎，不同波长图像里芒角明显程度咋就不一样呢？
韦布弄出来的图还有个特点呢：对着同一个东西拍的图啊，近红外和中红外芒角的明显程度可不太一样哦。
就拿韦布拍的NGC 7319那两张图来说事儿。这个星系核心的近红外图像啊，芒角只能模模糊糊瞧见那么一点儿，可到了中红外图像这儿呢，好家伙，八角芒那叫一个清清楚楚。为啥会这样呢？嗨，还不是因为NGC 7319核心的那些尘埃，发出的中红外辐射可比近红外辐射亮堂多了呗。
南环状星云（NGC 3132）中心那颗恒星啊，也有「不同波段芒角明显程度不一样」这特点，可跟别的情况正相反呢。在它这儿啊，中红外图像里的芒角可比近红外图像里的芒角弱老多了。为啥呢？这颗星温度高呗，所以它的中红外啊，比起近红外辐射那可暗多了。
韦布拍到了南环状星云（NGC 3132）呢。左边是近红外相机弄出来的近红外图像，右边是MIRI拍出的中红外图像。图是从NASA、ESA、CSA、STScI来的。
那啥，芒角明显不明显啊，还跟波长自个儿有关呢（长波的衍射可比短波更明显哦），另外曝光时间这些因素也有份儿。
四、探索这事儿啊，就没个完。
嘿，您知道吗？除了那八角的「星星」，韦布拍出的那些照片可全是细节满满，这里头有不少地方值得好好分析呢。这里面藏着宇宙万物的秘密，就连宇宙它自己的秘密也在里头藏着，就等咱人类去把这些秘密给解开喽。
庄子以前悲观地嘟囔过：「吾生也有涯，而知也无涯，以有涯随无涯，殆已。」得嘞，那咱还有必要费劲儿去探索不？咱的回答是——那必须的呀！就是一辈儿又一辈儿的科学家，接力赛似的在那没边儿的知识大海里探索，才让人类一点一点把宇宙万物和宇宙自个儿的秘密给解开了，人类这才从懵懵懂懂啥都不懂的状态里挣脱出来，还尝到了知识带来的乐子呢。
宇宙大着呢，人在里头就像小蚂蚁似的，渺小得很。可一说到探索那些不知道的事儿，嘿，人又变得特别伟大。探索这事儿啊，没个尽头，咱们就一块儿往前奔吧。
