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詹姆斯韋伯太空望遠鏡有多牛?距離它發射僅剩1年零3個月!

在我們瞭解詹姆斯韋伯太空望遠鏡有多牛之前,我們應該知道詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的目的是什麼?

詹姆斯韋伯太空望遠鏡有多牛?距離它發射僅剩1年零3個月!

美國國家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,簡稱JWST)計劃於2021年3月發射,這個望遠鏡命運多舛,經歷了數年的推遲和數十億美元的預算超支。雖然浪費了無數的時間和金錢,但毫無疑問這個望遠鏡將是使用紅外波長觀測的冠軍,可以讓我們看到目前無法觀測到的宇宙角落。

如果我們想要了解從第一個星系到其他行星上存在生命的可能性的一切新事物,造價97億美元的詹姆斯·韋伯是我們唯一的希望。

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雖然詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)被譽為美國宇航局著名的哈勃太空望遠鏡的“接班人”,但嚴格意義來說它並不是。因為哈勃主要是一架光學望遠鏡,它捕捉的波長與人眼所能捕捉到的波長相近,並將其延伸到電磁光譜中的紅外線和紫外線部分。從本質上說,哈勃是一個巨大的繞軌道執行的太空眼球,如果你的視神經也有類似的功能,你也能看到令人驚歎的影象。

觀測技術

但是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不同,它將完全使用紅外線進行觀測。換句話說,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將研究的宇宙在很大程度上是人類經驗所看不到的。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡被設計成紅外望遠鏡的一個主要原因是,一般來說,紅外天文學很難在地球表面進行。光汙染是天文學家難以觀測的主要原因,因為他們需要清澈的天空和完全黑暗的天空來進行詳細的觀測和測量。

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紅外光汙染來自許多不同的地方。基本上,包括任何有溫度的物體。比如人體產生100瓦的紅外輻射,而地球本身相當溫暖,可以在紅外波段強烈發光。即使是望遠鏡本身,如果在室溫下,也會在紅外線下發光。並不是說我們不能在地面上進行紅外天文觀測,只是它的難度大得令人髮指。

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將在距離地球約150萬公里的地方執行,讓它安全地遠離我們溫暖的、紅外發光的星球。但即便如此,太陽也會造成干擾。你可以想象在一個美好的夏日坐在戶外,感受太陽照在面板上的溫暖嗎?是啊,那就是紅外線輻射。即使離地球有一百萬英里遠,太陽還是有點熱。

為了解決這個問題,紅外太空望遠鏡的設計者們有兩個方案。最常見的選擇是使用主動冷卻系統,將望遠鏡冷卻到適當觀察紅外波長所需的溫度。這也是以前的紅外太空望遠鏡所用的方法,但時也有弊端,那就是嚴重縮短了它們的壽命。

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因此,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將部署一個巨大而昂貴的太空傘,長22米,寬11米,由五層反光材料製成,每層比人的頭髮還薄。這個巨大的“遮陽板”可以讓望遠鏡本身保持在恆定的陰影下,並且穩定在零下223攝氏度以南的某個地方,這個位置是它將要研究的紅外波長的理想位置。

不僅如此,飛船上的一個儀器還可以透過一個主動冷卻系統冷卻到零下258攝氏度以下,這將使它能夠接觸到一些更長的紅外波長。

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總而言之,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡非常巨大。它不應該裝在火箭上。除了巨大的遮陽板外,主反射鏡直徑為6。5米,比目前使用的任何火箭整流罩都要寬得多。用膠帶把鏡子貼在火箭側面並不是一個切實可行的解決方案,所以NASA的工程師們把鏡子分成了18個更小的六角形部分,這些六角形部分將被摺疊起來放進火箭(連同摺疊起來的遮陽板和望遠鏡本身的其他部分)。如果一切順利,在發射幾天後,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將前往它的觀察點,展開,並開始凝視深空。

目標

它所看到的將會是人類聞所未聞的景象。它的主要目標之一是早期宇宙,那時我們的宇宙只有幾億歲。第一批恆星和星系出現在宇宙場景了明亮可見光譜,但在過去的130億年裡,宇宙擴張,拉伸,這些現象將被詹姆斯韋伯太空望遠鏡所觀測到。由於我們根本沒有關於最早的恆星和早期星系的影象,這將是我們在宇宙歷史上第一次看到這個重要的時刻。

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在離地球更近的地方,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡還可以研究宇宙中的一些其他東西,從新生恆星周圍的原行星盤到分子云、彗星、柯伊伯帶天體等等。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將使用一種特殊的裝置來阻擋來自遙遠恆星的光線,使天文臺能夠拍攝任何圍繞這些恆星執行的物體——比如系外行星。這些行星會發出紅外線,這些行星發出的光會被它們大氣中的化學物質和元素改變,這些化學物質和元素可能是生命的跡象。

毫無疑問,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將是天文界一顆冉冉升起的新星!