宇宙之巔的揭示者,韋伯太空望遠鏡將成為人類的“千里眼”

太空望遠鏡,是人類用來觀測宇宙或者天體的設備,常常運行在地球大氣層之外。對於這類設備,可能人們最熟悉的就是哈勃太空望遠鏡了,它是人類製造的望遠鏡之中一位不可忽略的“先遣者”,也是人類歷史上第一個處於地球大氣層外的反射式太空望遠鏡,為人類的太空探索做出了許多的傑出貢獻,目前它仍然處於運行階段。

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哈勃太空望遠鏡

第二位望遠鏡“前輩”就是開普勒太空望遠鏡,它於2009年3月發射升空並且開始服役。聽到開普勒,可能許多熱愛地外文明消息的朋友們都很熟悉。比如開普勒452B這顆行星,是開普勒太空望遠鏡發現的一顆系外行星,被稱為地球的“表哥”,顧名思義就是它的成分與結構和地球很相似,經過開普勒的光學儀器探測,甚至預測它表面存在著大量的森林。

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如果缺少了這些太空望遠鏡,人類可能就是一個真正的“瞎子”,只有在這些設備的幫助下,我們才能瞭解到系外的某些事情。但是每個設備都是有自己的運行週期的,即便是中國的FAST也有著運行週期,在未來它也會被其他的陸地望遠鏡取代,但我們不會忘記它為人類所做出的種種貢獻。同樣,哈勃望遠鏡與開普勒望遠鏡也會被取代,而且取代它們的將是更加先進“後代”。

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fast

人類歷史上的第三代太空望遠鏡,將成為人類的“千里眼”,幫助人類加快探索宇宙角落的步伐

詹姆斯韋伯太空望遠鏡,作為NASA的第三代太空望遠鏡,原本定於2014年發射升空並開始運行,但因為其研究團隊內部的某些矛盾,導致資金不足,數據延誤,讓該項目一拖再拖,直到現在才出現了消息。經過多年的延誤和超支數十億美元后,NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(目前)計劃於2021年3月發射。儘管爭辯說浪費了許多的時間和金錢,但這個太空望遠鏡將成為紅外波長首屈一指的領導者,使我們能夠快速地進入目前無法進入的宇宙角落。

如果人類想從本星系去到其他星系的行星去發現新事物,那麼詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將是人類首要的希望。JWST(詹姆斯韋伯太空望遠鏡)將在發射升空後在距地球約150萬公里的地方運行,以使其遠離太陽的高溫與大量輻射,讓其能夠接近最優狀態運行。但即使如此,距離地球150萬公里的地方仍有陽光在照射。

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還未發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡

為了解決這個問題,詹姆斯韋伯太空望遠鏡的設計者給出了兩種選擇,第一種選擇就是最常見主動冷卻系統,將望遠鏡冷卻至觀察紅外波長所需的溫度。這種方法很有效,是前兩位“前輩”所利用的冷卻方法,這種方法雖然降溫效果好,但卻限制了它們的運行壽命。

再這樣的條件下,第二種方法誕生了,JWST將部署一個巨大的太空傘,該傘長22米,寬11 m,由五層極富反射性的材料製成。這種巨大的“ 遮光罩 ”將使望遠鏡本身保持恆定的溫度,使其處於攝氏零下的溫度,這樣的溫度環境對於將要研究的紅外波長是非常理想的。

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深度星空包含著人類許多未探索過的宇宙角落

JWST非常龐大,以至於它不適合放在火箭上。除巨大的遮陽罩外,主鏡的寬度為6.5 m,比目前使用的任何火箭整流罩都寬。將反射鏡導管貼在火箭側面並不是完全可行的解決方案,因此,NASA工程師將反射鏡分成18個較小的六角形部分,將其塞入並摺疊到火箭中(連同摺疊起來的遮陽鏡和望遠鏡本身的其餘部分)。如果這一切正常,則JWST發射後的幾天時間內,便會到達它的運行點位,展開“遮光罩”並開始觀測深空。

它的主要研究目標之一是研究早期宇宙,最早出現在宇宙中的恆星和星系在可見光譜中很明顯能夠被捕捉到,但是在過去的130億年中,宇宙膨脹了,將光從可見光範圍擴展到紅外光,在這樣的條件下,JWST誕生了。

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由於人類沒有從最初的恆星和星系“圖像”,所以JWST將是人類對宇宙歷史上這個重要時代的首次見解,在地球附近,JWST將研究宇宙中任何的事物,從新生恆星周圍的原行星盤到分子云,彗星與柯伊伯帶天體等等。而且JWST將使用一種專門的設備來遮擋某些遙遠恆星發出的光,從而使天文臺可以拍攝繞這些恆星運行的任何物體的照片,例如系外行星。

這些行星將在紅外線光譜中被發現,這些行星的光將被其大氣層中的化學物質以及可能是生命跡象的化學物質和元素所遮蓋,不過最終望遠鏡都會將其揭開,讓我們期待它的到來!

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