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“鸽王”的诞生-詹姆斯·韦布空间望远镜的星辰大海

2022-7-14 14:51| 发布者: imufu| 查看: 78765| 评论: 0

摘要: 北京时间7月12日晚,詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST,以下简称韦布望远镜)的首批科学图像正式亮相,它们向我们展示了一个全新的宇宙。美国航天局公布的詹姆斯·韦布空间望远镜首批科学图像 |NASA/ESA/CSA/STScI这一 ...



北京时间7月12日晚,詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST,以下简称韦布望远镜)的首批科学图像正式亮相,它们向我们展示了一个全新的宇宙。




美国航天局公布的詹姆斯·韦布空间望远镜首批科学图像 | NASA/ESA/CSA/STScI

这一刻,几乎所有人都觉得,25年的漫长等待值了,100亿美元的超额花费值了!

我们不妨先分别用一句话概括首批公布的5张图片:


  • 星系团 SMACS 0723:一臂之远的一粒沙子中竟然包含了上千个星系;

  • 系外行星 WASP-96b:首次详细揭示了太阳系外行星大气中水的特征;

  • 行星状星云 NGC 3132:展示了垂死恒星的华丽谢幕;


  • 斯蒂芬五重奏星系:拨开云雾,透视了超大质量黑洞附近的气体的速度与组成;


  • 船底座星云:透过浓密尘埃瞥见新恒星的诞生。




詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope, JWST)

望远镜是人类突破自身极限观察宇宙的强劲探索工具。早在1990年大名鼎鼎的哈勃空间望远镜离开大气层之前,科学家们就已经开始思考应该用什么样的设备来做它的“接班人”。哈勃“看”的主要是紫外线和可见光,兼具一定观测较短波长近红外光的能力。但宇宙自138亿年前大爆炸以来,一直在膨胀。面对宇宙“黑暗时期”,也就是第一代发光天体形成的时期,人类需要一架对红外波段非常敏感的望远镜。承载了人类探索宇宙未来的下一代空间望远镜,韦布空间望远镜应运而生。


阿丽亚娜5号火箭搭乘韦布空间望远镜在法属圭亚那的欧洲空间局库鲁基地升空。 / scx2.b-cdn.net2021年12月25日周六,北京时间20点20分,举世瞩目的詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope,缩写为JWST)在法属圭亚那空间中心成功搭乘阿丽亚娜5号(Ariane 5)运载火箭升空,开启了一场新的宇宙探索之旅。


韦布空间望远镜发射直播画面 / NASA韦布空间望远镜耗资100亿美元,它将用一个月的时间飞向160万公里外的目的地,并在五个月之后正式上岗,以“红外之眼”扫描宇宙;它将观察第一批恒星和星系发出的光线,在宇宙中搜寻生命的迹象。


詹姆斯·韦布空间望远镜 | NASA

韦布望远镜是美国航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)、加拿大航天局(CSA)共同研发的新一代空间望远镜,不仅被认为是哈勃空间望远镜的“继任者”,更被认为是“史上最强望远镜”。



左侧:主镜直径6.5m的韦布空间望远镜;右侧:哈勃空间望远镜,主镜直径2.4m
1996年,韦布望远镜开始研制。这是人类设计过的最大、最复杂的空间望远镜,在它身上应用了多项最尖端的科学技术,如折叠的拼接式镜片、可自动展开的薄膜型遮光罩、低温促动器、轻量化光学元件、超精细摄谱仪、全新的热控技术等等。

它的主镜口径达到6.5米,是哈勃的2.7倍;遮光罩展开后长达21米,相当于网球场大小;它工作在波长为0.6~28.5微米的红外波段。



韦布望远镜(右)与哈勃望远镜(左)的主镜对比 | NASA

这些都意味着韦布望远镜有着非同寻常的科学目标——

早期宇宙——拥有红外视觉的它,将成为一台强大的“时间机器”,可以回溯到135亿年前,看到宇宙诞生后不久,在黑暗中形成的第一代恒星和星系;

星系演化——超大镜面和超灵敏的红外探测设备将捕捉到到最微弱、最早的星系“化石”,它们与当前宇宙的星系进行比较,可帮助我们了解数十亿年来星系如何演化;

恒星一生——红外线具有穿透尘埃的本领,这让韦布望远镜具备了一副“火眼金睛”,看穿隐藏在尘埃之下,恒星与行星是如何诞生的;

系外行星——韦布望远镜将告诉我们更多关于系外行星大气层的信息,并依此判断宇宙中其他地方是否存在产生生命活动的最基础条件。

如此宏伟的科学目标和巨大的工程难度,使得韦布望远镜的研制过程异常艰难。最初计划2007年发射的它,直到2021年圣诞节,才终于如愿起飞,因此它也被许多爱好者戴上了“鸽王”的帽子。



韦布望远镜的展开过程 | NASA

在经过了150万公里的长途跋涉,约360个展开动作后,韦布望远镜终于进入到自己的工作轨道。又经历了长达数月的一系列复杂的镜片校准和仪器测试,它才终于准备就绪。



韦布望远镜的工作轨道,距离地球150万公里 | Dr. James O'Donoghue



韦布望远镜开工啦!| NASA

首批公布的5张图片,可以说是全面展现了韦布望远镜的卓越性能,为我们呈现了一个前所未见的宇宙。


来源:https://mp.weixin.qq.com/s/Q-AlATYi1hW3uwLjJPRV5Q

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