为什么詹姆斯·韦伯太空望远镜如此重要的5个原因

一个全尺寸的詹姆斯·韦伯太空望远镜模型——迄今为止最强大的光学和红外空间天文台——在德克萨斯州的奥斯汀展出。克里斯·甘恩/美国国家航空航天局

许多科学家认为,在宇宙的某个地方存在着另一颗像地球一样的行星,寻找它的研究即将开始。

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)将比其前身并且能够更深入地观察太空,在遥远的星系中发现遥远的行星。它甚至会给我们提供工具,让我们寻找能维持生命的大气迹象。目前计划于2021年3月30日发射升空。

当然地球上也有更大的望远镜,但正如它的名字所暗示的那样,JWST将漫游在大气层之上,提供比历史上著名的哈勃太空望远镜更强大的无遮挡的天空视图。由美国国家航空航天局(NASA)与欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(CSA)共同资助的红外韦伯望远镜重6吨,将在距离地球150万公里的轨道上运行。它拥有许多新的技术进步,包括可展开的遮阳板和折叠分段镜。

“为了观测最早的星系,我们需要一个更大的镜子,而这个更大的镜子必须观测更大频率的光,”天体物理学家布莱克·布洛克说,他是诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统公司的主管,该项目的承包商。“它还必须保持寒冷——零下400华氏度——所以它有一个网球场大小的遮阳板,就像一个巨大的沙滩伞,”她补充道。“它的SPF值是100万,可以阻挡阳光。”

布洛克和其他几位专家在上面的视频中解释了为什么JWST是如此令人印象深刻的努力,这也是一个预览电影“望远镜”,这更详细地解释了它的历史。

1.詹姆斯·韦伯望远镜非常强大。

“这是有史以来送入太空的最大、最强大的望远镜。地面上有大型望远镜,但在太空中没有这种性质和复杂性。毫无疑问,这是最强大的东西,”布洛克说。

韦伯望远镜是哈勃望远镜的后继者,它的威力是哈勃望远镜的100倍。韦伯也有一个比哈勃大得多的镜子,韦伯望远镜网站解释道他说:“这个更大的光收集区域意味着韦伯可以比哈勃更深入地观察时间。哈勃在离地球非常近的轨道上,而韦伯将在150万公里之外。”

美国国家航空航天局最近发布了一段视频,视频中望远镜的主镜完全展开,与它在太空中的配置相同:

2.这是一种时间机器。

“当哈勃望远镜被推到最大时,就年龄而言,它可以看到十几岁的星系。我们想看婴儿,”布洛克说。“有了韦伯望远镜,我们将能够第一次看到宇宙中最早的物体。这也是第一次,我们将能够描述围绕其他恒星运行的其他行星,遥远的系外行星,并看看那里是否有海洋、大气,以及那里有什么化学元素。”

该望远镜还将允许研究人员观察遥远的小行星,其中一些有卫星,以了解更多关于我们太阳系的组成和历史。

通过揭示特定小行星的历史,研究小组希望更多地了解我们太阳系的过去,并为我们已经从其他望远镜中了解到的东西增加更多的维度。“韦伯让我们‘访问’了更多的小行星,实现了真正高质量的观测,这是地面上的望远镜无法实现的,”安德鲁·s·里夫金说约翰霍普金斯大学应用物理实验室的

3.它将帮助我们绘制宇宙地图。

技术人员检查了詹姆斯·韦伯太空望远镜的遮阳板
2014年,在展开和分离测试中,技术人员检查了詹姆斯·韦伯太空望远镜的遮阳板。 美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜

她说:“韦伯望远镜不能明确地说某个行星上是否存在生命,但它开始绘制那个空间的地图,并说,‘那里可能有海洋’,这给了我们进一步探索和真正调查的路线图。”

韦伯将用红外线窥视宇宙,这很重要,因为新形成的恒星和行星隐藏在吸收可见光的尘埃后面,但红外光可以穿透尘埃。

4.它可能会帮助我们找到下一个地球。

“我们计划调查宇宙中暗能量的本质,并了解这些非常古老的物体的本质。对其他太阳周围的行星进行特征描述,使我们走上了探索是否有另一个地球的道路。”韦伯望远镜还将协助寻找系外行星,这是哈勃望远镜仍然在做的事情,但不是为它设计的Space.com

5.这是一场技术政变。

布洛克说:“它有可能从根本上改写我们的教科书,因为它将极大地提高我们对宇宙的认识。”“我们将能够更好地了解我们生活的宇宙。在技术方面,我们已经看到了它的影响。”

建造望远镜镜面的诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)不得不开辟新的领域,因为此前从未制造过如此精确的镜面。

“我们发明的技术正在被眼科医生使用,所以有实实在在的好处。我们也在学习计算机层面的知识。我们在可部署性方面取得了巨大的进步——我们如何将这个网球场大小的巨型遮阳板折叠起来。”

一名技术人员正在检查詹姆斯·韦伯太空望远镜的镜面面板
2010年,一名技术人员正在检查詹姆斯·韦伯太空望远镜的镜面面板。 美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜

韦伯望远镜有一个直径6.5米的主镜,这将使它的收集面积大约是现有太空望远镜的7倍。韦伯望远镜将拥有比哈勃望远镜更大的视场和比红外线更好的空间分辨率斯皮策太空望远镜韦伯网站的数据显示。

JWST最初计划于2018年发射,但美国宇航局(NASA)多次推迟发射,理由是需要更多时间来集成和测试组件。JWST将于2021年3月开始执行任务,届时它将从法属圭亚那搭乘阿丽亚娜5号火箭发射。

事实上,美国国家航空航天局(NASA)在今年5月宣布,该望远镜已经成功折叠并装入火箭发射时的相同配置中。你可以在美国宇航局戈达德太空中心的这段新视频中看到折纸的魔力:

无论何时发射,该望远镜都将为我们提供前所未有的宇宙景象。在下面这张延时照片中,你可以看到整个天文台集合在一起: