当地时间25日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,詹姆斯·韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。韦伯望远镜将在飞行1个月后到达距地球约160万公里的观测位置,与地球同步绕太阳运行,并将按计划于2022年晚些时候开始收集数据以及第一批图像。作为哈勃望远镜的“继承者”,韦伯望远镜被认为是一个工程奇迹,能够回望130亿年前的宇宙,有助于回答有关宇宙的基本问题。无数天文学家对于韦伯望远镜的未来都充满期待。 经历了数次延迟发射 詹姆斯·韦伯望远镜是由美国国家航空航天局、欧洲航天局和加拿大航天局耗资约100亿美元联合研究开发。该望远镜是已建成的性能最强、造价最高的太空望远镜。它携带4台最先进的科学仪器,配备高分辨率、高灵敏度红外探测器,NASA希望它能够和老化的哈勃太空望远镜同时运行。 韦伯望远镜因极其复杂的结构和发射条件导致了一次又一次的延迟。据了解,在发射时,韦伯望远镜必须能像一张折纸一样被折叠起来,在安全进入太空后,再自动重新打开。NASA在1996年便开始了韦伯望远镜项目的招标,在早期研发中,NASA曾希望最早能在2007年发射它。2014年,发射计划因预算问题又被推迟。2017年,NASA再次将韦伯望远镜的发射时间推迟至2019年上半年。而今年,韦伯望远镜也经历了3次推迟。 用金色镜面系统研究最早的宇宙 作为有史以来最强大的太空望远镜,韦伯望远镜号称能够凝视130亿年前的宇宙,秘诀就在于它那面巨大的金色主镜。 这是一个21.5英尺(6.5米)宽的凹形结构,由18个直径为4.3英尺(1.32米)的较小六角形镜组成。此外它还有一个小型次镜,直径仅为2.4英尺(0.74米)。这些都让韦伯望远镜的镜面远远大于直径只有7.8英尺(2.4米)的哈勃望远镜。 韦伯望远镜的光学望远镜元件负责人李·费恩伯格(Lee Feinberg)表示:“建造这么大的望远镜的原因是你需要捕捉每一个光子,所以你也希望这些涂层的反射率都非常高,这样我们就不会在此过程中失去光子。”据了解,韦伯望远镜的镜面有约98%的反射率,这意味着它能够反射98%的入射光子。 不仅如此,韦伯望远镜的镜面都由涂有黄金的铍制成,经过优化,可以反射来自宇宙深处数十亿光年外的极远星系的光。与哈勃望远镜主要在紫外线和可见光中观测不同,韦伯望远镜观测的是红外光。这是因为波段较长的红外线更容易穿透尘埃,使笼罩在云层中的早期宇宙更清晰地进入韦伯望远镜的视野。 此外,根据铍的特性,它还能使韦伯望远镜在其需要运行的极端低温下保持形状。韦伯望远镜的镜面系统硬件测试是在NASA的约翰逊航天中心进行的,这是世界上最大的低温室。之所以为它创造极冷环境,是因为红外光在本质上是一种热光源。只有韦伯望远镜所处的环境温度够低,才能便于观测红外光。在正式发射后,韦伯望远镜也只能在接近绝对零度的零下220℃工作。为了保持这种寒冷,韦伯望远镜在被发送到深空后,将部署遮阳板,以遮挡镜面和仪器其他部分免受太阳照射。 韦伯望远镜的未知之旅 韦伯望远镜发射成功之后,仍有很多事情值得担忧。据了解,韦伯所搭载的阿丽亚娜5型运载火箭曾有过几次失败的发射历史。即使韦伯望远镜能够顺利发射,距离最后的成功仍有很长一段路要走。在接下来的一个月里,它将在344个“单点故障”的情况下执行一系列操作,展开那面巨大的金色镜面,并铺展五层薄薄的巨型塑料“防晒霜”,确保望远镜置于寒冷和黑暗中。 工程师和天文学家称这段时间为高焦虑期,因为如果出现问题,没有任何人类或机器人干预或救援的可能。 但一旦成功,天文学家们通过韦伯望远镜所看到的一切将是颠覆性的。天文学家们希望能够看到宇宙在只有1亿年左右的时候,从原始雾中生成的第一批恒星和星系,也就是大爆炸之后向我们今天的时代射来的光线中的第一缕光芒。 “天文学和天体物理学的下一个十年是以詹姆斯·韦伯太空望远镜的成功为基础的。”洛杉矶卡弗里基金会宇宙学家、美国物理学会前任主席迈克尔·特纳(Michael Turner)说,“美国在太空和科学领域的威望和领导地位完全寄托在韦伯望远镜。这是一个沉重的负担,但我们知道如何做伟大的事情。”据了解,韦伯望远镜的开发有超过1万人参与,而预算也已经超过100亿美元。 耶鲁大学天体物理学家纳塔拉扬(Priyamvada Natarajan)说:“考虑到广泛的预期科学回报和发现潜力,整个天文学界都参与了这场游戏。我们在智力和情感上都投入其中。”她将韦伯望远镜与人类历史中的奇迹,如马哈巴利普兰神庙、吉萨金字塔、长城和西斯廷教堂等进行比较,称韦伯望远镜“是我们时代的一个丰碑”。纳塔拉扬表示,她将使用韦伯望远镜来寻找超大质量黑洞的起源,她说:“我会试着保持冷静,不去想象灾难性的结果。” 新闻及图片来源:CNET、Space.com、纽约时报,部分图片来自网络iWeekly周末画报独家稿件,未经许可,请勿转载 |
APP下載|手机版|爱牧夫天文淘宝店|牧夫天文网 ( 公安备案号21021102000967 )|网站地图|辽ICP备19018387号
GMT+8, 2024-11-22 08:54 , Processed in 0.138838 second(s), 7 queries , Gzip On, Redis On.