每日經(jīng)濟新聞 2022-07-13 17:41:42
◎韋伯望遠鏡被譽為是人類迄今為止制造的最大、最復雜、功能最強勁的太空望遠鏡，也被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。
每經(jīng)記者 張凌霄 每經(jīng)編輯 高涵
人類觀測恒星、探索宇宙的步伐終于又邁出了一大步。
當?shù)貢r間7月12日，美國國家航空航天局（NASA）公布了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（下稱“韋伯望遠鏡”）升空半年多以來拍攝的首批全彩色照片。照片記錄下了前所未有的宇宙深處的恒星與星系，是迄今拍攝到的宇宙最深處、最清晰的宇宙紅外圖像。
韋伯望遠鏡被譽為是人類迄今為止制造的最大、最復雜、功能最強勁的太空望遠鏡，也被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。
與哈勃望遠鏡相比，韋伯望遠鏡具有更大優(yōu)勢。后者能利用紅外線，讓人們比以往任何時候都更深入地探索宇宙，不僅解開太陽系中的謎團，還能看向其他恒星周圍的遙遠世界，揭示最古老、最遙遠星系的秘密，探索宇宙中的神秘結(jié)構(gòu)和起源。
美國總統(tǒng)拜登在星期一的白宮記者會上說，這部太空望遠鏡是“進入我們宇宙歷史的一扇新的窗戶”。
空間望遠鏡承載了人類對宇宙奧妙的探知和渴望，代表了人類向遠的好奇心。韋伯望遠鏡究竟能拍到什么？又將如何完成使命？
當?shù)貢r間12日上午10點39分，NASA發(fā)布第一張由韋伯望遠鏡拍攝的深場宇宙紅外全彩圖像。
圖像顯示了星系團“SMACS 0723”，它是由近紅外相機拍攝的不同波長的圖像合成的，耗時約12.5小時。NASA表示，這是迄今為止遙遠宇宙最深、最清晰的紅外圖像。
這張照片充滿了細節(jié)，從數(shù)千個星系到迄今用紅外線觀測到的最微弱的天體，都被韋伯望遠鏡精確捕捉到了。圖像覆蓋的廣袤宇宙中這片星空的大小，相當于地面上的人展開手臂后觀察上面的一粒沙。
韋伯望遠鏡拍攝的星系團“SMACS 0723”圖像（圖片來源：NASA官網(wǎng)）
7月11日，美國總統(tǒng)拜登在白宮南法庭禮堂進行的NASA官員的簡報會上觀看了韋伯望遠鏡拍攝的圖像，并且提前通過社交媒體公布了這張照片。
根據(jù)NASA官網(wǎng)的資料，總共有5張圖像與公眾見面。其中包括銀河系中的系外行星“WASP-96b”的光譜圖，這一行星位于距地球約1150光年的南天星座鳳凰座，光譜圖首次呈現(xiàn)了該行星有水、霧霾和云等特征。
韋伯望遠鏡拍攝的系外行星“WASP-96b”的光譜圖（圖片來源：NASA官網(wǎng)）
另外一張圖展示了距地球約2000光年的南環(huán)星云，該星云位于船帆座的一個行星狀星云，由中心的恒星死亡后向外噴發(fā)的物質(zhì)形成，圖像展示了這一行星狀星云的全貌；還有位于飛馬座的斯蒂芬五重星系，圖像揭示了該星系的超大質(zhì)量黑洞附近氣體的速度和成分。
最后一張圖是船底座星云，圖像呈現(xiàn)了其最早期、快速形成的階段。船底座星云距離地球7600光年，是天空中最大、最亮的星云之一，擁有許多比太陽質(zhì)量大得多的恒星，也是銀河系中的一個恒星形成區(qū)，新生的恒星和它們組成的星團被包裹在大量的氣體和塵埃中間。照片中的很多星點，就是正在誕生中的恒星。
韋伯望遠鏡拍攝的船底座星云圖像（圖片來源：NASA官網(wǎng)）
韋伯望遠鏡主鏡直徑6.5米，重7噸，耗資約100億美元。它由18片巨大六邊形子鏡構(gòu)成，主要質(zhì)地是鈹，表面還覆蓋了薄薄一層黃金。遠遠看去，它像一艘巨大的帆船，而主鏡像一個閃著金銀色的蜂窩，完全展開的面積大約堪比一個網(wǎng)球場。
韋伯望遠鏡被譽為是人類迄今為止制造的最大、最復雜、功能最強勁的太空望遠鏡，也被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。
1990年4月24日，哈勃空間望遠鏡由NASA的發(fā)現(xiàn)號航天飛機送入太空，此后哈勃望遠鏡成為了有史以來最著名、也最重要的天文望遠鏡。相比哈勃望遠鏡，韋伯望遠鏡具備更高的紅外分辨率和靈敏度，觀察物體的亮度可高達100倍，采集光線面積也達到了哈勃望遠鏡的5倍以上。哈勃望遠鏡主要在可見光和紫外波段觀測，而韋伯望遠鏡主要在紅外波段觀測。
韋伯望遠鏡能利用紅外線，讓人們比以往任何時候都更深入地探索宇宙，不僅解開太陽系中的謎團，還能看向其他恒星周圍的遙遠世界，揭示最古老、最遙遠星系的秘密，探索宇宙中的神秘結(jié)構(gòu)和起源。
歐洲航天局的安東內(nèi)拉·諾塔博士（Dr. Antonella Nota） 曾描述道：“韋伯望遠鏡的能力是建立在哈勃31年輝煌歷史基礎之上。”
韋伯望遠鏡（圖片來源：BBC）
韋伯望遠鏡項目啟動于1996年，由NASA、歐洲空間局和加拿大航天局合作開發(fā)，這個項目最初被稱為“新一代太空望遠鏡”（Next Generation Space Telescope），2002年，為了紀念在阿波羅登月計劃中做出突出貢獻的NASA第二任局長詹姆斯·韋伯，改以其名字命名。
由于發(fā)射時間數(shù)次推遲，前后耗時26年，韋伯望遠鏡也是人類歷史上造價最高，耗時最長的太空望遠鏡。
韋伯望遠鏡原計劃投資5億美元，并計劃于2007年發(fā)射升空。但由于各種原因，導致項目嚴重超支，到了2008年本應發(fā)射的節(jié)點上預算已經(jīng)追加到了51億美元。到了2017年，為了做更多更精細的測試，預算飆升到了88億美元。2019年因為新冠疫情，發(fā)射又一次延遲，預算這時已經(jīng)追加到了97億美元。
北京時間2021年12月25日20時20分，望遠鏡在法屬圭亞那庫魯航天發(fā)射中心使用阿里安-5大型運載火箭發(fā)射升空。在升空30天后，韋伯望遠鏡終于抵達其將要觀測宇宙的位置。這個位置是離地球約150萬公里遠的第二拉格朗日L2點工作區(qū)域。
今年2月11日，NASA公布了韋伯望遠鏡所攝第一顆恒星的圖像以及該望遠鏡的一張“自拍照”。3月16日，該望遠鏡成功完成首次精密校準調(diào)試，拍攝出了第一張高清照片。此后，韋伯望遠鏡又進行了一系列校準工作，才終于在近期正式開始進行科學觀測。
韋伯望遠鏡作為最新一代的太空望遠鏡，其承擔的任務極為重要。
根據(jù)科學家的描述，韋伯望遠鏡是在回視過去的時光，回望宇宙的開端，這是人類所能瞥見的最遙遠的過去。這是因為它可以看到非常遙遠的星系，這些星系的光用了上百億年的時間才抵達望遠鏡。
NASA局長比爾·納爾遜（Bill Nelson）在周一的記者會上稱：“光的旅行速度是每秒18.6萬英里。你們現(xiàn)在在圖片中看到的光點已經(jīng)旅行了超過130億年。”
現(xiàn)代主流理論認為，宇宙起源于138億年前大爆炸，由于奇點的突然膨脹，才產(chǎn)生了宇宙中的萬事萬物。宇宙快速膨脹下，宇宙早期誕生的發(fā)光體會出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，也就是說它們發(fā)出的可見光和紫外光被拉長，并以紅外線的形式傳播。
通過韋伯望遠鏡，憑借前所未有的分辨率對星系進行紅移觀測，科學家們可以探索到宇宙大爆炸后出現(xiàn)的第一批天體,觀察原始星系如何隨時間生長、恒星和行星系統(tǒng)如何形成，并認識我們身處的太陽系本身，進而了解地球如何具備能提供生命繁衍生息的條件。
這也就意味著，韋伯望遠鏡將成為幫助人類發(fā)現(xiàn)新棲息地的探路兵。
納爾遜表示，韋伯望遠鏡非常精確，能讓科學家能夠看到太空深處行星的化學構(gòu)成并決定它們是否適合生物棲息。“我們將能夠回答我們甚至還不知道的問題。”他說道。
長年擔任歐洲航天局項目經(jīng)理的彼得·詹森（Peter Jensen）表示：“它（韋伯望遠鏡）將會帶領我們進入一場哥倫布式的旅程，探索一個宇宙史上未知的時代。”
韋伯望遠鏡的誕生將承載四個核心目標：尋找大爆炸后在宇宙中形成的第一批恒星和星系的光；研究星系的形成和演化；了解恒星形成和行星系統(tǒng)的形成；研究行星系統(tǒng)和生命起源。
封面圖片來源：攝圖網(wǎng)-401013583
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