人类正在开发下一代望远镜以探寻宇宙的新一代

发布时间：2023-08-29 10:03:16 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　2021年12月，一架望远镜被航天火箭带到太空，它就是詹姆斯·韦布太空望远镜。进行了3个月的飞行、展开与调试，韦布望远镜正式实施，开始为人类观察宇宙。作为新一代“人类之

　　2021年12月，一架望远镜被航天火箭带到太空，它就是詹姆斯·韦布太空望远镜。进行了3个月的飞行、展开与调试，韦布望远镜正式实施，开始为人类观察宇宙。作为新一代“人类之眼”，它有怎样的本领呢?

　　哈勃的“继任者”

　　许多人都听说过哈勃望远镜的大名，它是1990年发射到地球上空的太空望远镜，拍摄了大量的宇宙照片。

　　随着人类探索宇宙越来越深入，哈勃已无法满足科学研究的需要。因此，来自20个国家的数千名科学家、工程师和技术人员历时12年，耗资近100亿美元，制造了韦布望远镜。

　　它能捕捉到亮度为人眼可见最低亮度的1/100亿的光线，拍到的照片比哈勃望远镜更清晰，且拍摄用时更短。不过，这两架望远镜的视觉范围并不相同，哈勃主要观测可见光，韦布主要观测红外线。

　　风帆飞船

　　韦布望远镜将近有一个篮球场那么大，造型像一艘有风帆的宇宙飞船，“风帆”其实是18块六边形镜面构成的主镜。

　　这架庞大的望远镜无法在展开的状态下上太空，因此，它先呈折叠状态装在运载火箭里，抵达预定高度后再用十几天的时间慢慢展开。现在，它距地球约150万千米远，比月球离地球更远，远离地球反光和灰尘的干扰，绕太阳运行。那么，韦布能拍到怎样的照片呢?

　　幻影星系

　　IC 5332是一个距离我们约3000万光年远的螺旋星系，在可见光下，它看起来十分规则、优美，但似乎没什么特点。

　　换到韦布的红外光视角，IC 5332才显示出它的不同。星星不再是主角，它们变成了大大小小的红、蓝点，星系点缀在灰色蜘蛛网般的漩涡间;这些漩涡几乎相当于整个星系的骨头，它们通常被尘埃遮挡，是遥遥领先于整个其他星系的气体分布模式。

　　沙粒里的繁星

　　我们抬头观望夜空时，由于宇宙的宏大，在人眼看来沙粒大的区域就包含了无数的天体。在韦布望远镜的拍摄下，这颗“沙粒”可以变成细节分明的照片。

　　其中每一块亮斑都大到足以包裹银河系，那些拉长的弧线围绕着同一中心，那是SMACS 0723星系团;大质量星系团的引力将空间扭曲，如同一面透镜，使穿过空间的光线也一同弯曲，这就是引力透镜效应。不过，这是该星系团46亿年前的样子，它46亿年前发出的光如今才抵达地球。

　　韦布望远镜还记录了照片里几十个星系的光谱，光谱相当于星系的指纹，天文学家可以从中了解星系的化学成分、温度、密度等信息。

　　为什么照片里的一些星星有八个尖角?

　　你在夜晚眯着眼看路灯时，常能看到细丝般的放射状光芒，这是因为一小部分光线被头发和睫毛挡住后，略微偏转，在其他地方成像，这种现象被称为“衍射”。

　　照片里星星的尖角也源自衍射。韦布是一台反射望远镜，星光照射到主镜后被反射，汇聚到位于前方的副镜中，然后再次被反射，进入类似相机的传感器中。副镜是被支撑柱固定在望远镜上的，这些柱子就相当于挡住光线的头发或眼睫毛，造成了衍射，光源越强，尖角越明显。

　　宇宙悬崖

　　在距离地球约8500光年远的地方，船底座星云的一隅如山脉般绵延，这里也被称为宇宙悬崖。

　　炽热的巨型恒星掀起恒星风席卷峡谷，尘埃和气体在风浪里翻腾、凝聚，最终一颗颗婴儿恒星在山脊中诞生。恒星的早期形成只持续5万到10万年，对宇宙来说这仅是短短一瞬，恰好被我们窥见。

　　星际争霸

　　1877年，天文学家爱德华·史蒂芬发现飞马座方向有5个星系簇拥成群，他便将其命名为史蒂芬五重奏;现在我们知道，五重奏实际上只有4个星系真正相邻，它们距地球约2.9 亿光年远，照片最左边的第五个星系距地球约4000万光年远，只是刚好路过“抢镜”罢了。

　　尽管名字很和谐，但这个星系群内部正在发生激烈的争斗：4个星系在引力作用下互相碰撞、拉扯、合并，拖出了长长的尾巴;在此期间，上百万颗恒星在被压缩的气体尘埃中诞生。科学家认为，早期宇宙中到处都是这样的战场，经过了长久的厮杀，才形成今天的宇宙格局。

　　探索宇宙的遥远历史

　　宇宙自诞生以后就在不断膨胀，天体就像画在气球表面的点，随着气球涨大而远离彼此。在此过程中，天体发出的光线波长也会被拉长，而那些离我们特别远的、位于宇宙边缘的古老天体，它们的光抵达地球时基本都变成了红外线。韦布望远镜尤其擅长捕捉这些光线，让天文学家能够更好地研究早期宇宙发生的事件，寻找最早的恒星和星系，研究星系的形成和演化。

　　另一方面，红外线能穿过模糊的灰尘和气体，暴露藏在其中较暗、较冷的行星。因此，天文学家也能在韦布的帮助下观测、分析行星的大气层，从而研究这些行星是否有孕育生命的可能。

　　韦布望远镜预计能在地球上空工作10至15年，作为全新的人类之眼，它将承载人类的好奇心，继续探索无垠的太空。“我们希望这个项目能够成为一个伟大的开端，让人类能够更好地了解宇宙的奥秘。”马克·韦布说。

（编辑：烟台站长网）

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