被譽為“哈勃望遠鏡繼任者”的新一代太空望遠鏡——詹姆斯·韋伯望遠鏡計劃于2021年10月31日發(fā)射。屆時,人類將邁入太空探測的新紀元。 望遠鏡變太空臺 詹姆斯·韋伯望遠鏡不像哈勃空間望遠鏡那樣圍繞地球上空旋轉(zhuǎn),它將被發(fā)射到在地球背向太陽的150萬千米的太空。韋伯望遠鏡重6.2噸,只有哈勃望遠鏡11噸的一半多。如果折疊起來,該望遠鏡長21米,寬14米。 韋伯望遠鏡大致可以分為五個部分。最底下的是航天器總線系統(tǒng),絕大多數(shù)精密的控制裝置和零件裝在這里面;第二個部分是跟航天器總線系統(tǒng)裝置在一起的高倍放大天線,它們能把大量的觀測數(shù)據(jù)快速地傳輸?shù)矫绹詈骄郑坏谌齻€部分是航天器總線系統(tǒng)正前方的恒星追蹤器,這小型望遠鏡將用來觀測星圖,并引導、輔助第五部分的鏡面系統(tǒng)進行瞄準;第四個部分就是航天器總線系統(tǒng)上方的一個大型平臺;第五個部分的鏡面系統(tǒng)就裝在平臺上面,因此,將韋伯望遠鏡稱為韋伯太空臺也不為過。平臺里面裝有防曬系數(shù)達100萬(日常防曬護膚品只有50左右)的太陽罩,不僅能幾乎完全地遮擋陽光,還能隔絕任何可疑的熱源,以防止它們干擾探測。 鏡面系統(tǒng)就是“望遠鏡”。直徑達6.5米,是哈勃望遠鏡的5倍還要多,而其視野,或者說接收所探測的光的面積是哈勃望遠鏡的15倍。鏡面系統(tǒng)由18塊鍍了金的鈹鏡組成,這18塊鈹鏡都能單獨地進行調(diào)整,因為它們各自都裝有精密的馬達、移動和傳動裝置。鏡面系統(tǒng)觀測的數(shù)據(jù)會傳送到背面緊貼著的集成科學儀器進行初步的處理。之后,集成科學儀器會把處理完的數(shù)據(jù)通過高倍放大天線,傳送到地面。 更進一步地了解宇宙 功能強大的韋伯望遠鏡將會幫助科學家解答更多的宇宙之謎。 第一個宇宙之謎:宇宙大爆炸之后,過了2億年,那時發(fā)生了什么?科學家目前認為,宇宙第一批恒星就在那時形成。這批恒星主要由氫和氦組成,而且比現(xiàn)在的恒星要大上許多?;蛟S因為質(zhì)量過多,它們的反應也過快,不久之后它們就發(fā)展成超新星,然后在爆炸中結(jié)束了自己的一生,而它們在爆炸期間向外噴射的物質(zhì),成為了如今各大恒星反應的主物質(zhì)。但事實真是如此嗎? 韋伯望遠鏡可以觀測到更長波長的電磁波,大約是哈勃望遠鏡可觀測的最長波長的20倍。理論上,韋伯望遠鏡可以看到從宇宙誕生之日算起,1.5億至2.5億年的光線。到時,它可以提供一些線索,來幫助科學家檢驗他們故事的真實性。 我們?nèi)缃窨吹降哪贻p星系大多是橢圓形、螺旋形或棒旋形等和諧的形狀,而且它們還都至少與其他星系經(jīng)歷了一次碰撞和合并。按照這一趨勢,星系應該是保持規(guī)則的形狀,然后變得越來越大。但是,年紀較大的星系的表現(xiàn)卻是另一個樣,它們更小,且形狀混亂,沒有規(guī)則。鑒于韋伯望遠鏡可以看到更早時期的光線,它或許可以告訴科學家為什么會這樣,而這是第二個宇宙之謎了。 第三個宇宙之謎是關于暗物質(zhì)的,韋伯望遠鏡也將是科學家尋找暗物質(zhì)的好幫手。由于暗物質(zhì)不跟任何電磁波產(chǎn)生作用,只通過引力影響著其它物質(zhì),所以科學家無法直接觀測到暗物質(zhì)。但科學家可以對暗物質(zhì)進行間接觀測。由于韋伯望遠鏡對光線更加敏感,因此它可以根據(jù)暗物質(zhì)對遙遠星系傳來的光所造成的引力透鏡效應,來尋找暗物質(zhì)存在的蹤跡。 第四個宇宙之謎:除了地球外,還有其它行星誕生生命了嗎?韋伯望遠鏡還將幫助科學家對系外行星(太陽系以外的行星)進行探索。其中最讓科學家期待的是對trappist-1星系的探測。trappist-1星系是距離太陽系39.13光年的另一個恒星系,在這個恒星系里,有3顆行星處在宜居帶里。下一步,科學家將用韋伯望遠鏡來探測和分析trappist-1星系里的恒星經(jīng)過這3顆行星大氣層的光,看看這3顆行星的大氣成分,以間接地了解它們上面是否有可能誕生生命。 第五個宇宙之謎則是關于太陽系的。首先,盡管冥王星已經(jīng)不在行星之列,但科學家從沒停止對它的探索,而目前關于冥王星的圖片和影像依然是模糊一片,冥王星的真實面目還未被人類所知。韋伯望遠鏡可以為科學家?guī)砀咔宓内ね跣菆D片,從而揭示冥王星的真面目。另外,科學家對于來自奧爾特云(被認為是太陽系彗星的起源地)的彗星的觀測,目前還只停留在亮度、大小、強度和彗尾的研究,還無法對彗星的本體直接進行研究。在韋伯望遠鏡的幫助下,科學家有機會對彗星本體進行首次直接的觀測和研究。由于彗星通常是太陽系行星形成初期遺留下來的物質(zhì),未來對彗星本體的觀測有可能為地球的起源提供線索。 就讓我們拭目以待,看看韋伯望遠鏡未來會給我們揭示出怎么樣的一個宇宙。 |
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