最好的圣诞礼物詹姆斯韦伯太空望远镜今日
在德州奥斯汀展出的韦伯太空望远镜等比例模型
图片来源:NASA
北京时间12月25日20时20分,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope,缩写JWST)在法属圭亚那太空中心成功发射升空。
韦伯望远镜是以美国航空航天局前局长詹姆斯·韦伯(JamesWebb)的名字命名的,是一项跨越一代人的航天任务。韦伯望远镜的研制成本约亿美元,是迄今为止发射的最昂贵的航天器。
未来,它可以拍摄、分析未知的行星、恒星和星系,发现更多关于宇宙演化的线索,帮助天文学家更深入地研究宇宙。
撰稿
云杉
编辑
乔木/白杨
在太空中展开韦伯望远镜成功展开后的模拟图图片来源:NASA
然而,即便已经成功发射,韦伯望远镜在前往目的地的途中也可能遇到很多问题。
这台望远镜太大了,只有折叠起来才能装进火箭。只有望远镜的各个部分正确展开,来自17个国家的0多名工程师才能松一口气。
对一些天文学家来说也是如此,因为这一刻,他们已经期待了20多年。当火箭完成任务,太空望远镜向着正确的方向前进时,下一个关键阶段就是展开巨大的菱形遮阳板。
遮阳板由5层塑料薄膜组成,每层都镀有一层超薄的铝,能将阳光反射回太空,避免照射到灵敏的仪器。完全展开后,遮阳板长21.2米,宽14.2米,总面积约平方米。
如果一切按计划进行,在遮阳板的保护下,望远镜的温度会保持在–℃左右。当遮阳板完全展开后,主镜随之激活。主镜用于探测和捕捉来自遥远天体的微弱光线,在望远镜进入太空前,它也将保持折叠状态。
主镜由18面六边形子镜组成,每面子镜的直径为1.32米,其中12面子镜可以安装好之后装入火箭,其余6面子镜会安装在两个大襟翼上,进入太空之后再展开。
第二拉格朗日点太阳─地球的第二拉格朗日点示意图图片来源:NASA/ESA
当遮阳板和主镜都展开后,望远镜只需要修正航向就能进入最终轨道——距离地球万千米的第二拉格朗日点。
这个轨道相对稳定,只需耗费极少的燃料就可以长期运行。更重要的是,在这个轨道上,望远镜总是位于地球的背面,地球能为望远镜遮挡大部分来自太阳的辐射。
望远镜的灵敏度很高,来自太阳、地球或月球的辐射会造成误差,所以遮阳板需要挡住来自这3个天体的辐射。
这可以帮助望远镜聚焦更遥远的天体,探索宇宙的更深处。如果一切顺利,詹姆斯·韦伯望远镜将完美地进入预定轨道,收集关于宇宙的更多数据。
超越哈勃望远镜普通人(左)、哈勃太空望远镜(中)、詹姆斯·韦伯太空望远镜(右)大小对比图图片来源:Bobarino
几十年来,天文学家一直期待一台能够成为哈勃望远镜继任者的大型太空望远镜。
自年以来,哈勃望远镜为天文学家提供了超高价值的观测数据。但当天文学家接收到詹姆斯·韦伯望远镜发回的第一批观测数据时,他们绝对会高声欢呼。
因为这台望远镜不仅是哈勃望远镜的继任者,而且它的性能远超哈勃望远镜。首先,也是最重要的一点,它比哈勃望远镜大得多。
哈勃望远镜的镜面面积只有4.5平方米,而詹姆斯·韦伯望远镜的镜面总面积达到了25平方米左右。镜面的大小决定了望远镜可以接收到多少来自遥远天体的微弱光线。简单来说,镜面越大,望远镜就能看得越远。
此外,更大的镜面意味着拍摄的图像更清晰。其次,詹姆斯·韦伯望远镜主要探测红外线,而哈勃望远镜主要探测可见光。通俗地讲,利用韦伯望远镜,科学家可以看到以前无法观测到的天体。
韦伯望远镜大约会在发射后6个月传回第一批数据。这将帮助科学家更深入地了解宇宙,提高人类对大爆炸后宇宙形成最早星系的了解和认知。
最乐观的期待是,韦伯太空望远镜或许可以探测到亿年前宇宙最早形成时第一批星系发出的光亮,这将解开一些列关于早期宇宙的谜团。
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