被譽(yù)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(shí)，人類(lèi)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，它將被發(fā)射到在地球背向太陽(yáng)的150萬(wàn)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(lái)，該望遠鏡長(cháng)21米，寬14米。
韋伯望遠鏡大致可以分為五個(gè)部分。最底下的是航天器總線(xiàn)系統，絕大多數精密的控制裝置和零件裝在這里面；第二個(gè)部分是跟航天器總線(xiàn)系統裝置在一起的高倍放大天線(xiàn)，它們能把大量的觀(guān)測數據快速地傳輸到美國宇航局；第三個(gè)部分是航天器總線(xiàn)系統正前方的恒星追蹤器，這小型望遠鏡將用來(lái)觀(guān)測星圖，并引導、輔助第五部分的鏡面系統進(jìn)行瞄準；第四個(gè)部分就是航天器總線(xiàn)系統上方的一個(gè)大型平臺；第五個(gè)部分的鏡面系統就裝在平臺上面，因此，將韋伯望遠鏡稱(chēng)為韋伯太空臺也不為過(guò)。平臺里面裝有防曬系數達100萬(wàn)（日常防曬護膚品只有50左右）的太陽(yáng)罩，不僅能幾乎完全地遮擋陽(yáng)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(shuō)接收所探測的光的面積是哈勃望遠鏡的15倍。鏡面系統由18塊鍍了金的鈹鏡組成，這18塊鈹鏡都能單獨地進(jìn)行調整，因為它們各自都裝有精密的馬達、移動(dòng)和傳動(dòng)裝置。鏡面系統觀(guān)測的數據會(huì )傳送到背面緊貼著(zhù)的集成科學(xué)儀器進(jìn)行初步的處理。之后，集成科學(xué)儀器會(huì )把處理完的數據通過(guò)高倍放大天線(xiàn)，傳送到地面。
更進(jìn)一步地了解宇宙
功能強大的韋伯望遠鏡將會(huì )幫助科學(xué)家解答更多的宇宙之謎。
第一個(gè)宇宙之謎：宇宙大爆炸之后，過(guò)了2億年，那時(shí)發(fā)生了什么？科學(xué)家目前認為，宇宙第一批恒星就在那時(shí)形成。這批恒星主要由氫和氦組成，而且比現在的恒星要大上許多?；蛟S因為質(zhì)量過(guò)多，它們的反應也過(guò)快，不久之后它們就發(fā)展成超新星，然后在爆炸中結束了自己的一生，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(shí)真是如此嗎？
韋伯望遠鏡可以觀(guān)測到更長(cháng)波長(cháng)的電磁波，大約是哈勃望遠鏡可觀(guān)測的最長(cháng)波長(cháng)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(xiàn)。到時(shí)，它可以提供一些線(xiàn)索，來(lái)幫助科學(xué)家檢驗他們故事的真實(shí)性。
我們如今看到的年輕星系大多是橢圓形、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，星系應該是保持規則的形狀，然后變得越來(lái)越大。但是，年紀較大的星系的表現卻是另一個(gè)樣，它們更小，且形狀混亂，沒(méi)有規則。鑒于韋伯望遠鏡可以看到更早時(shí)期的光線(xiàn)，它或許可以告訴科學(xué)家為什么會(huì )這樣，而這是第二個(gè)宇宙之謎了。
第三個(gè)宇宙之謎是關(guān)于暗物質(zhì)的，韋伯望遠鏡也將是科學(xué)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(guò)引力影響著(zhù)其它物質(zhì)，所以科學(xué)家無(wú)法直接觀(guān)測到暗物質(zhì)。但科學(xué)家可以對暗物質(zhì)進(jìn)行間接觀(guān)測。由于韋伯望遠鏡對光線(xiàn)更加敏感，因此它可以根據暗物質(zhì)對遙遠星系傳來(lái)的光所造成的引力透鏡效應，來(lái)尋找暗物質(zhì)存在的蹤跡。
第四個(gè)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(xué)家對系外行星（太陽(yáng)系以外的行星）進(jìn)行探索。其中最讓科學(xué)家期待的是對trappist-1星系的探測。trappist-1星系是距離太陽(yáng)系39.13光年的另一個(gè)恒星系，在這個(gè)恒星系里，有3顆行星處在宜居帶里。下一步，科學(xué)家將用韋伯望遠鏡來(lái)探測和分析trappist-1星系里的恒星經(jīng)過(guò)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(gè)宇宙之謎則是關(guān)于太陽(yáng)系的。首先，盡管冥王星已經(jīng)不在行星之列，但科學(xué)家從沒(méi)停止對它的探索，而目前關(guān)于冥王星的圖片和影像依然是模糊一片，冥王星的真實(shí)面目還未被人類(lèi)所知。韋伯望遠鏡可以為科學(xué)家帶來(lái)更高清的冥王星圖片，從而揭示冥王星的真面目。另外，科學(xué)家對于來(lái)自?shī)W爾特云（被認為是太陽(yáng)系彗星的起源地）的彗星的觀(guān)測，目前還只停留在亮度、大小、強度和彗尾的研究，還無(wú)法對彗星的本體直接進(jìn)行研究。在韋伯望遠鏡的幫助下，科學(xué)家有機會(huì )對彗星本體進(jìn)行首次直接的觀(guān)測和研究。由于彗星通常是太陽(yáng)系行星形成初期遺留下來(lái)的物質(zhì)，未來(lái)對彗星本體的觀(guān)測有可能為地球的起源提供線(xiàn)索。
就讓我們拭目以待，看看韋伯望遠鏡未來(lái)會(huì )給我們揭示出怎么樣的一個(gè)宇宙。
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