詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示：哈勃望远镜
【千问解读】
（Main）Gz9p3的复杂形状表明它起源于星系之间的合并（插图）JWST的直接成像显示Gz9p3有一个双核，表明合并仍在进行中（图片来源：uux.cn/NASA/Boyett等人）
据美国太空网（Robert Lea）：哈勃太空望远镜看到的只不过是一个光点，它被揭示为有史以来发现的最古老的星系之一，而这一发现正归功于哈勃的弟弟詹姆斯·韦伯太空望远镜。
詹姆斯·韦伯太空望远镜国际“玻璃”合作组织对这个被称为Gz9p3的星系进行了详细的观测，人们认为它距离大爆炸只有5.1亿年。
这是在宇宙的相对婴儿期，现在已经有138亿年的历史了。
该团队发现，与JWST看到的其他早期星系非常相似，Gz9p3的质量和成熟度远高于婴儿宇宙中星系的预期。
在发现它的古代时期，它似乎已经包含了几十亿颗恒星。
当谈到早期星系如何如此迅速地成长为如此巨大的宇宙难题时，Gz9p3可能是一个真正的难题。
它不仅质量比预期的要大，而且质量是JWST在宇宙历史上类似时代看到的其他星系的10倍左右。
“就在几年前，Gz9p3作为一个单一的光点出现在哈勃太空望远镜中，”团队成员、墨尔本大学的科学家Kit Boyett为该研究所的Pursuit出版物写道。
“但通过使用JWST，我们可以观察到这个物体，因为它是宇宙大爆炸后5.1亿年，大约130亿年前。
”
Gz9p3非常了不起。
除了它的大小和成熟度，它的形状也揭示了它的创作线索。
Gz9p3是由早期星系合并产生的吗？
使用JWST和直接成像，该团队能够确定Gz9p3具有复杂的形状，有两个明亮的斑块，露出其两个致密的细胞核。
这表明Gz9p3很可能是在婴儿宇宙中两个早期星系碰撞在一起时产生的。
在天文学家注意到Gz9p3与JWST的碰撞期间，这种碰撞可能仍在进行。
Boyett解释道：“JWST对该星系的成像显示，其形态通常与两个相互作用的星系有关。
合并尚未完成，因为我们仍然看到两个成分。
”。
“当两个大质量的物体像这样结合在一起时，它们会在这个过程中有效地丢弃一些物质。
因此，这种被丢弃的物质表明，我们观察到的是有史以来最遥远的合并之一。
”
除了确定这个古老星系的年龄、质量和形状外，Boyett和同事还能够在Gz9p3内部进行更深入的探测，以检查这些碰撞星系的恒星种群。
由于年轻恒星比年长的恒星更亮，它们通常在星系图像中占据主导地位，尤其是那些距离遥远的恒星，它们的光已经传播到地球数十亿年了。
博伊特继续说道：“例如，星系合并引发的一个年轻明亮的种群，其年龄不到几百万年，超过了已经超过一亿年的老年种群。
”。
Glass的合作通过对Gz9p3进行光谱观测以及直接成像来解决这一问题。
光谱学可以用来确定组成恒星的元素；由于年轻恒星和年老恒星的成分不同，这使得研究人员能够将这个早期星系中的两类恒星分开。
JWST图像显示了早期宇宙中一颗恒星的超新星死亡，这颗恒星将为周围的星系埋下下下一代恒星的基石。
（图片来源：uux.cn/NASA/ESA/CSA/STScI/Justin Pierel（STScI）/Andrew Newman（CIS））
较老的恒星已经通过其核心的氢供应，将其全部融合成氦，然后融合这些氦，产生更重的元素，天文学家称之为“金属”。
这意味着较老的星比仍以氢和一些氦为主的较年轻的星富含金属。
研究小组使用JWST来检测Gz9p3较老恒星群中的特定元素。
这些目标元素包括硅、碳和铁，后者是恒星可以合成的最重元素。
这意味着，当这些恒星死于超新星爆炸时，它们会用金属丰富早期宇宙。
这些金属含量中的大部分将成为下一代恒星的基石。
此外，研究小组发现Gz9p3中的老恒星数量比之前怀疑的要多得多。
这意味着，尽管天文学家已经意识到恒星的生命和死亡循环，以及随后几代恒星的金属富集程度不断增加，但Gz9p3的观测结果表明，星系可能比之前怀疑的更快地“化学成熟”。
博伊特写道：“这些观测结果提供了证据，证明在大爆炸后不久，恒星和金属迅速、有效地聚集，这与正在进行的星系合并有关，表明拥有数十亿颗恒星的大质量星系比预期更早存在。
”。
暴力历史
与星系分离的星系确实会形成恒星，但这一过程很慢，当星系耗尽其形成恒星的气体和尘埃库时就会结束。
对于彼此靠近的星系来说，恒星形成的过程可以加快，甚至在停止后恢复。
这是因为当这些星系被相互引力吸引到一起时，它们会碰撞。
然后，合并会导致新鲜气体的流入，从而启动一段被称为“恒星爆发”的快速恒星诞生期，这意味着合并为星系快速增长恒星数量提供了一种极好的方式。
JWST观测到了距离地球约2.5亿光年的合并星系Arp 220。
（图片来源：uux.cn/图片：美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、STScI；图片处理：Alyssa Pagan（STScI））
宇宙中大多数大星系都是这样成长的；我们自己的银河系本身就有合并的历史。
例如，它参与了曾经环绕它运行的较小卫星星系的蚕食。
银河系目前形成恒星的速度较慢，但当它在大约45亿年后与我们的邻近星系仙女座相撞时，这种情况就会改变。
这将导致气体的涌入，从而引发新一轮的恒星爆发。
由于对Gz9p3的观测，天文学家们得到了一个信息，即在早期宇宙中，这种快速质量积累和恒星诞生的通道比预测的更大。
Boyett解释道：“Gz9p3的这些观测结果表明，星系能够通过合并在早期宇宙中快速积累质量，恒星形成效率高于我们的预期。
”。
“这一点和其他使用JWST的观测结果正在促使天体物理学家调整他们对宇宙早期的建模。
“我们的宇宙学并不一定是错的，但我们对星系形成速度的理解可能是错误的，因为它们的质量比我们想象的要大。
”
该团队的研究于3月7日发表在《自然天文学》杂志上。
安东·韦伯恩是怎么样一个人？关于他的评价如何
这对他本人来说也是一个奇怪的变化。
1924年，他接受了勋伯格的新的十二音技法，但其音乐风格改变甚微;1927年11月，当他在创作他的《交响曲》时，他的音乐开始产生了变化。
至此，韦伯恩开始显露作为后世先锋派鼻祖的创新精神。
突然，音乐变得轻了、有秩序了。
韦伯恩意识到序列的原则不仅允许他保持其音乐中习惯的半音化，而且他还可以将这些序列加以排列，使其具备对称或镜像的特征。
在这部或许是世界上最短的《交响曲》中，所有的一切都来源于这个序列，而且序列本身就是一种微型的镜像——序列的前六个音(A-#F-G-bA-E-F)，然后是前六个音的在移高三全音上的逆行(B-bB-D-#C-C-bE)，即前六个音从后向前进行——如同一个图像在镜子之中的影像。
第一乐章开始的二声部卡农围绕着还原A音构成了严格的音符上的对称。
接下来的乐章建立在这个序列基础上的一组变奏，主题在单簧管上呈示，同时与圆号和竖琴的逆行形成对照。
乐章共有七个变奏，大部分是卡农式的，节奏与织体是多种多样的。
第一变奏是弦乐四重奏的二声部卡农，韦伯恩解释道：“这不可能获得较强的聚合力。
甚至荷兰人(即约斯坎和他的后继者)也无法做到。
”尾声是一个具有总结作用的小的镜像结构。
然而，这些音乐上的精妙设计却很难通过听觉感知。
韦伯恩《弦乐三重奏》 1928年7月，韦伯恩完成了这部交响曲，他在给抒情诗人西德加尔德·乔(Hildegard Jone，1891-1963)的一封信中宣布了这件事情;而从此之后，韦伯恩的声乐作品所选用的所有歌词都是乔的诗歌。
《眼中的光芒》(Das Augenlicht)完成于1935年，是韦伯恩用乔的诗歌创作的三首较大规模的合唱作品的第一首，用了明亮的音色来与所选歌词相对应：乐队包括木管独奏的“大杂烩”、有音高的打击乐器以及没有低音提琴的弦乐队。
作品中的卡农亦为现代的安排，一个声部歌唱时同时与其逆行形成对照。
但是合唱也是以四声部的和声创作的，这一种和声——与卡农式和变奏技术结合，这是与其《交响曲》一脉相承的——贯穿了韦伯恩后期的创作。
在完成两首器乐小品钢琴变奏曲和弦乐四重奏之后，他将目光集中于为乔的诗篇创作一首歌曲，最终形成了他第一首《康塔塔》(1938—1939)的中间乐章，乐队的编制与《眼中的光芒》相近。
然而在其卡农的、和声的和序列的构造方面，这部作品与《交响曲》非常相似，而且在作品中我们还可以很有趣地发现韦伯恩惊讶于乔的歌词与他已经发现的音乐规则具有一致性。
他为这首诗所写的女高音歌曲“可能是前所未有的一首如此松散的作品”。
毫无疑问，这是在节奏和织体上的松散，或是一种音乐听觉上的松散;然而从其音乐的构成来看却是极端紧凑的。
因此这种松散较之于在此之前的作品来说，是“一种较为严格的有规律的程序的产物”，因为就像是在这首诗中那样，每一个音乐的动机都与整个曲式相对应，“多么令人惊讶，这些诗行与我在半路上不期而遇!”《康塔塔》的终曲——最初是作为第一乐章来构思的，可以让我们回忆起《交响曲》的第一乐章——韦伯恩将其作为一部四声部的赋格、一首谐谑曲和一组变奏来构思。
琥珀四重奏演奏韦伯恩《缓慢的乐章》 《乐队变奏曲》(1940年)与卡农式的变奏相对应，与三度和小二度对称结构的序列设计相对应，与在不同音阶上呈示的自我相似的顺序相对应。
如同韦伯恩写给乔的信中所说的那样：“在一个由模进和节奏所决定的外形中，给定六个音符，之后(这部作品总长持续二十分钟，他习惯于过多地估计他作品的时间)除了这个外形一遍遍地重复之外，别无它物!!!”也就是说，韦伯恩的这首《乐队变奏曲》完全是由六个音的前行与逆行构成的，这一点与《交响曲》的布局完全一致。
然而，这六个音的呈示方式却比《交响曲》更胜一筹：韦伯恩将这两个六音组分成了(4+2)+(2+4)的形式。
除了前四音组——动机和和弦——较之于六音组的作品更具个性化之外，六音组基因最初的呈示是由低音提琴演奏四个音，之后由双簧管演奏后两个音，同时紧接着演奏了两个音开始逆行，并由长号完成了后四个音。
作品中也有四个乐器组：木管乐器、铜管乐器、弦乐器和旋律化的打击乐器(竖琴和钢片琴)。
音乐的结构为一个主题和六个变奏的变奏曲式，或是作为一个有引子、主部(旋律与反复的和弦相对，一个乐器组一个乐器组地演奏)、连接部(完全是和弦式的)、第二主题(织体松散)、再现部(二声部卡农)、过渡和尾声的类似于奏鸣曲式的结构。
韦伯恩接下来的作品是它的最后一部也是最长的一部作品：《第二康塔塔》(1941—1943)。
这部作品和《乐队变奏曲》的关系和《第一康塔塔》与《交响曲》的关系颇为相似，尽管有着更多的木管乐器(七位演奏者而不是四位)以及旋律化的打击乐器(第二乐章用了一个钟，第四乐章用了一个钟琴)，但二者的乐队配置也相近。
就像在《第一康塔塔》中的那样，作品开始时也是一首女高音和乐队的歌曲。
要给这种“宣叙调”以“咏叹调”，韦伯恩立即继续了女高音、合唱、独奏小提琴和乐队的此起彼伏对话，关于这一点韦伯恩对乔解释说是围绕着关于耶稣钉死在十字架上的诗行的一种回文。
对于旋律和规则，它采取了古希腊的“诺莫斯”(Nomos)一词，并且把第四乐章中女高音的旋律作为整部作品的“诺莫斯”，“与巴赫改编的众赞歌旋律非常相似”。
随之而来的是一个类似众赞歌的“诺莫斯”的曲调，这个曲调存在于一种合唱镜像卡农的结构中，同时伴有相隔八度的乐器。
在此之后，韦伯恩开始在相同的宣叙调-咏叹调-合唱形式中继续“一种新的部分”，但是这一次是男低音独唱和全部女声的合唱。
为合唱队写的第七部分已经开始创作，但不久就停止了，因为对于韦伯恩来说这六个已经完成的乐章呈现了一种非常令人满意的顺序，即已经创作完成的音乐上的、织体上的和叙述这个事件的原因。
不同于与巴赫的康塔塔(通过乔的基督教-泛神论者的诗歌中的甜蜜、虔诚和对家庭生活的喜爱得以加强)的关系，他把这部作品看作类似于一部弥撒。
韦伯恩最后的声乐作品的思想是对古代形式的复兴，在1911到1913年，他已经开始反复考虑马勒声乐交响曲的主题——关于山地和死亡的主题。
这最终以《五首乐队小品》(Op.10)的方式出现，但是他遗留了其他几个乐队的乐章和一首歌曲《伯杰温柔的光芒》(O sanftes Glühn der Berger)。
这首歌曲与另外两首《静谧的芳香》(Leise Düfte)和《明III》(Kunfttag III)都作于1914年，但都直到1965年才为人所知，汉斯·摩登豪尔(Hans Moldenhauer)在韦伯恩的遗物中发现了它们，同时发现的还有五首被韦伯恩废弃了的创作于1913年的管弦乐小品以及其他一些作品。
韦伯恩保存了《伯杰温柔的光芒》和《静谧的芳香》，可能是因为他不太愿意将这些诗歌公诸于众，是一种感到害羞的心理：他仅仅在1912年的一封信中告诉了贝尔格，说这些作品中的大部分都与自己母亲的去世有关。
至于他藏匿的这几首管弦乐小品，可能是《五首乐队小品》(Op.10)中不需要它们。
倾听这些被放弃但是又被保存下来的作品，我们会疑虑为什么他选择这样的五首作品组成了Op.10。
或许，我们还可以重新构建起他的声乐交响曲的样式，把作品10之2、3放置于《伯杰温柔的光芒》之后，终曲是作品10之5。
音乐史上，韦伯恩的作品往往被人们以一种实验音乐来看待，人们大多认为其音乐的可听性不如勋伯格的另一位学生贝尔格。
但是，其音乐中对于序列的不同排列方式，以及大量运用的卡农和变奏的主题发展方式却丰富并发展了其恩师勋伯格的十二音体系，并为后世先锋派音乐的创作埋下了伏笔。
他的音乐至今仍被认为是奇特的，而他的死与他的音乐一样奇特：因香烟的亮光而招致了盟军士兵对其的误杀。
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探秘太空中的危险隐患：超新星加伽马射线
超新星爆发产生的冲击波对地球生命而言是个噩耗，在地球诞生初期，太阳系的位置与现在不同，一颗超新星爆发洗礼了地球上的生命，深海中发现的史前鹦鹉螺化石证实了这个推测。
当时太阳系穿过超新星爆发的区域，地球海洋中的无脊椎动物便受到超新星爆发的强烈影响，今天在多种海底生物化石中可发现这些痕迹。
在过去五亿年内，地球曾经非常靠近超新星爆发影响区域，比如距离地球约7500光年外的船底η星云。
这里有一颗质量至少是太阳的90倍的恒星，它可能将终结地球上的生命。
船底η星云是一个即将结束中央核聚变的天体，发生超新星爆发后可对周围时空产生影响，船底η也被称为二，距离我们7500光年，这个距离是非常近的，正处于发生超新星爆发的边缘。
美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜一升空就对其展开观测，发现它进入了20年一个周期的不稳定期。
目前，船底η星云已经向外喷射出超过10倍太阳质量的物质，恒星风速度可以达到每小时数百万公里，按照这个速度，大约1000年的时间内就会损失一颗太阳的质量。
船底η超新星一旦爆发，可产生强烈的伽马射线暴，这是宇宙中致命的射线，如果对准地球的方向，我们可能受到它的影响。
地球上的一切生命暴露在强烈的伽马射线暴下，几乎没有生命可以存活，而且地球大气中的臭氧层会被摧毁。
约翰霍普金斯大学的天文学家发现两百万年前的一次大灭绝可能来自超新星爆发，上新世和更新世交替阶段发生了浮游生物、软体动物等大灭绝，同位素铁-60的研究发现，超新星爆发确实对地球产生了影响。
这颗超新星位于100光年左右，处于半人马座方向，其威力足以破坏地球臭氧层，让浮游植物出现大灭绝。
如果在这个距离上再次爆发超新星，地球上的生命势必受到巨大的影响，银河系已经有数百年没有超新星出现了，已经远远超过了平均一百年一颗的频率，下一次超新星会在哪儿，希望不要在太阳系附近。
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