2021年12月，一架望遠(yuǎn)鏡被運(yùn)載火箭帶到太空，它就是詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡。經(jīng)過了3個(gè)月的飛行、展開與調(diào)試，韋布望遠(yuǎn)鏡正式啟動(dòng)，開始為人類觀測(cè)宇宙。作為新一代“人類之眼”，它有怎樣的本領(lǐng)呢?
哈勃的“繼任者”
許多人都聽說過哈勃望遠(yuǎn)鏡的大名，它是1990年發(fā)射到地球上空的太空望遠(yuǎn)鏡，拍攝了大量的宇宙照片。
隨著人類探索宇宙越來越深入，哈勃已無法滿足科學(xué)研究的需要。因此，來自20個(gè)國(guó)家的數(shù)千名科學(xué)家、工程師和技術(shù)人員歷時(shí)12年，耗資近100億美元，制造了韋布望遠(yuǎn)鏡。
它能捕捉到亮度為人眼可見最低亮度的1/100億的光線 ，拍到的照片比哈勃望遠(yuǎn)鏡更清晰，且拍攝用時(shí)更短。不過，這兩架望遠(yuǎn)鏡的視覺范圍并不相同，哈勃主要觀測(cè)可見光，韋布主要觀測(cè)紅外線。
風(fēng)帆飛船
韋布望遠(yuǎn)鏡將近有一個(gè)籃球場(chǎng)那么大，造型像一艘有風(fēng)帆的宇宙飛船，“風(fēng)帆”其實(shí)是18塊六邊形鏡面構(gòu)成的主鏡。
這架龐大的望遠(yuǎn)鏡無法在展開的狀態(tài)下上太空，因此，它先呈折疊狀態(tài)裝在運(yùn)載火箭里，抵達(dá)預(yù)定高度后再用十幾天的時(shí)間慢慢展開?，F(xiàn)在，它距地球約150萬千米遠(yuǎn)，比月球離地球更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離地球反光和灰塵的干擾，繞太陽(yáng)運(yùn)行。那么，韋布能拍到怎樣的照片呢?
幻影星系
IC 5332是一個(gè)距離我們約3000萬光年遠(yuǎn)的螺旋星系，在可見光下，它看起來十分規(guī)則、優(yōu)美，但似乎沒什么特點(diǎn)。
換到韋布的紅外光視角，IC 5332才顯示出它的不同。星星不再是主角，它們變成了大大小小的紅、藍(lán)點(diǎn)，點(diǎn)綴在灰色蜘蛛網(wǎng)般的漩渦間;這些漩渦相當(dāng)于星系的骨頭，它們通常被塵埃遮擋，是整個(gè)星系的氣體分布模式。
沙粒里的繁星
我們抬頭觀望夜空時(shí)，由于宇宙的宏大，在人眼看來沙粒大的區(qū)域就包含了無數(shù)的天體。在韋布望遠(yuǎn)鏡的拍攝下，這顆“沙?！笨梢宰兂杉?xì)節(jié)分明的照片。
其中每一塊亮斑都大到足以包裹銀河系，那些拉長(zhǎng)的弧線圍繞著同一中心，那是SMACS 0723星系團(tuán);大質(zhì)量星系團(tuán)的引力將空間扭曲，如同一面透鏡，使穿過空間的光線也一同彎曲，這就是引力透鏡效應(yīng)。不過，這是該星系團(tuán)46億年前的樣子，它46億年前發(fā)出的光如今才抵達(dá)地球。
韋布望遠(yuǎn)鏡還記錄了照片里幾十個(gè)星系的光譜，光譜相當(dāng)于星系的指紋，天文學(xué)家可以從中了解星系的化學(xué)成分、溫度、密度等信息。
為什么照片里的一些星星有八個(gè)尖角?
你在夜晚瞇著眼看路燈時(shí)，常能看到細(xì)絲般的放射狀光芒，這是因?yàn)橐恍〔糠止饩€被頭發(fā)和睫毛擋住后，略微偏轉(zhuǎn)，在其他地方成像，這種現(xiàn)象被稱為“衍射”。
照片里星星的尖角也源自衍射。韋布是一臺(tái)反射望遠(yuǎn)鏡，星光照射到主鏡后被反射，匯聚到位于前方的副鏡中，然后再次被反射，進(jìn)入類似相機(jī)的傳感器中。副鏡是被支撐柱固定在望遠(yuǎn)鏡上的，這些柱子就相當(dāng)于擋住光線的頭發(fā)或眼睫毛，造成了衍射，光源越強(qiáng)，尖角越明顯。
宇宙懸崖
在距離地球約8500光年遠(yuǎn)的地方，船底座星云的一隅如山脈般綿延，這里也被稱為宇宙懸崖。
熾熱的巨型恒星掀起恒星風(fēng)席卷峽谷，塵埃和氣體在風(fēng)浪里翻騰、凝聚，最終一顆顆嬰兒恒星在山脊中誕生。恒星的早期形成只持續(xù)5萬到10萬年，對(duì)宇宙來說這僅是短短一瞬，恰好被我們窺見。
星際爭(zhēng)霸
1877年，天文學(xué)家愛德華·史蒂芬發(fā)現(xiàn)飛馬座方向有5個(gè)星系簇?fù)沓扇海銓⑵涿麨槭返俜椅逯刈?現(xiàn)在我們知道，五重奏實(shí)際上只有4個(gè)星系真正相鄰，它們距地球約2.9 億光年遠(yuǎn)，照片最左邊的第五個(gè)星系距地球約4000萬光年遠(yuǎn)，只是剛好路過“搶鏡”罷了。
盡管名字很和諧，但這個(gè)星系群內(nèi)部正在發(fā)生激烈的爭(zhēng)斗：4個(gè)星系在引力作用下互相碰撞、拉扯、合并，拖出了長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴;在此期間，上百萬顆恒星在被壓縮的氣體塵埃中誕生?？茖W(xué)家認(rèn)為，早期宇宙中到處都是這樣的戰(zhàn)場(chǎng)，經(jīng)過了長(zhǎng)久的廝殺，才形成今天的宇宙格局。
探索宇宙的遙遠(yuǎn)歷史
宇宙自誕生以后就在不斷膨脹，天體就像畫在氣球表面的點(diǎn)，隨著氣球漲大而遠(yuǎn)離彼此。在此過程中，天體發(fā)出的光線波長(zhǎng)也會(huì)被拉長(zhǎng)，而那些離我們特別遠(yuǎn)的、位于宇宙邊緣的古老天體，它們的光抵達(dá)地球時(shí)基本都變成了紅外線。韋布望遠(yuǎn)鏡尤其擅長(zhǎng)捕捉這些光線，讓天文學(xué)家能夠更好地研究早期宇宙發(fā)生的事件，尋找最早的恒星和星系，研究星系的形成和演化。
另一方面，紅外線能穿過模糊的灰塵和氣體，暴露藏在其中較暗、較冷的行星。因此，天文學(xué)家也能在韋布的幫助下觀測(cè)、分析行星的大氣層，從而研究這些行星是否有孕育生命的可能。
韋布望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)能在地球上空工作10至15年，作為全新的人類之眼，它將承載人類的好奇心，繼續(xù)探索無垠的太空。
聯(lián)系客服
